Nhiều công ty trên thế giới đang nỗ lực phát triển công nghệ khai thác điện mặt trời trong vũ trụ với mục tiêu cung cấp nguồn năng lượng sạch dồi dào cho Trái Đất. Mô phỏng trạm Cassiopeia của Space Solar hoạt động trên quỹ đạo. Ảnh: Space Solar Điện mặt trời trong vũ trụ hoạt động tương tự trên Trái Đất, sử dụng pin quang điện biến đổi ánh sáng Mặt Trời thành điện. Nguồn năng lượng này có lợi thế khổng lồ là nằm bên trên khí quyển, nhờ đó pin quang điện có thể thu thập ánh sáng Mặt Trời chưa bị lọc qua các lớp khí và mây bao phủ Trái Đất. Theo Earth Observatory, khí quyển phản xạ khoảng 30% và hấp thụ khoảng 1/4 năng lượng truyền tới hành tinh. Pin quang điện trong vũ trụ có thể tránh hiệu ứng này và tiếp xúc với ánh sáng Mặt Trời gần như liên tục nếu đặt ở quỹ đạo phù hợp. Sau khi thu thập, năng lượng mặt trời có thể được truyền về Trái Đất dưới dạng vi sóng hoặc chùm laser, thu thập bởi ăng-ten lớn trên mặt đất và biến đổi trở lại thành điện có thể sử dụng. Tuy nhiên, để hiệu quả về mặt kinh tế, mỗi vệ tinh phải sản xuất và truyền lượng điện lớn ở cấp gigawatt, đòi hỏi lắp ráp mảng pin đồ sộ trên quỹ đạo. Theo David Homfray, nhà đồng sáng lập kiêm giám đốc công nghệ của công ty Space Solar ở Anh, điện mặt trời trong vũ trụ sẽ giúp thúc đẩy công cuộc chuyển đổi năng lượng. Một số ước tính chỉ ra nó có thể đáp ứng 80% nhu cầu năng lượng tái tạo của châu Âu, chủ yếu do mật độ công suất cao hơn gấp 10 lần so với trên mặt đất. Aetherflux, công ty khởi nghiệp ở California, Mỹ, dự định triển khai cụm vệ tinh trang bị laser hồng ngoại công suất cao và pin quang điện ở quỹ đạo thấp của Trái Đất. Những vệ tinh này sẽ thu thập điện mặt trời và truyền về các điểm thu gom trên mặt đất. Để đảm bảo an toàn, mỗi máy laser được thiết kế để tắt ngay lập tức khi có bất kỳ vật thể nào chắn đường. Máy laser quá yếu để gây ra thiệt hại nghiêm trọng như phá hủy máy bay nhưng vẫn đủ mạnh để ảnh hưởng tới sức khỏe. Theo Baiju Bhatt, nhà sáng lập công ty, công nghệ này có thể hữu ích với địa điểm thiếu thốn điện. Tháng 4/2025, Aetherflux thông báo kêu gọi được 50 triệu USD vốn đầu tư. Họ đang lên kế hoạch phóng vệ tinh thử nghiệm năm 2026 để truyền một kilowatt hoặc laser 1,3 kW tới tấm pin quang điện trên mặt đất. Tuy nhiên, công ty không chia sẻ bất kỳ chi tiết nào về cách hoạt động của hệ thống truyền laser hồng ngoại trong thử nghiệm. Công ty Space Solar ở Anh theo đuổi cách tiếp cận khác với tham vọng xây dựng những nhà máy điện mặt trời lớn cỡ thành phố trong không gian, có thể truyền đủ điện cho cả quốc gia. Với kinh phí 1,6 triệu USD từ chính phủ Anh, Space Solar dự định phóng hai nhiệm vụ thử nghiệm trong 3 năm tới, một để truyền điện tới mặt đất bằng sóng vô tuyến và một để chứng minh robot có thể xây các cấu trúc lớn trong vũ trụ. Mục tiêu cuối cùng của công ty là xây dựng cấu trúc rộng 1,8 km trong không gian gọi là Cassiopeia. Đặt ở độ cao 36.000 km phía trên Trái Đất trong quỹ đạo địa tĩnh, trạm sẽ sử dụng hàng triệu vệ tinh lớn cỡ chiếc bàn phủ đầy pin quang điện để thu thập ánh sáng Mặt Trời truyền tới. Khoảng một tỷ ăng-ten sẽ truyền điện thu được tới trạm nhận rộng bằng sân bay Heathrow trên mặt đất, phụ trách biến đổi sóng vô tuyến thành điện. Homfray cho biết một trạm Cassiopeia có thể đạt công suất khoảng 700 MW, đủ để cung cấp cho 500.000 hộ gia đình ở Anh. Đầu năm 2025, Space Solar thông báo công ty đã chế tạo robot thử nghiệm để xây những cấu trúc cần thiết cho công nghệ trên trong không gian. Năm ngoái, họ cũng thử nghiệm truyền năng lượng không dây 360 độ trong phòng thí nghiệm tại Đại học Queen Belfast ở Bắc Ireland. Công ty Mỹ Virtus Solis cũng đang phát triển công nghệ sản xuất điện mặt trời trong vũ trụ, tập trung 200.000 vệ tinh hình tổ ong trong chòm lớn trải rộng hàng kilomet. Các chòm đó sẽ nằm trên quỹ đạo Molniya, quỹ đạo hình elip với độ nghiêng cao cho phép vệ tinh lưu lại lâu ở vĩ độ cao và truyền điện tới Bắc bán cầu. Kế hoạch của Virtus Solis là phóng nhiệm vụ thử nghiệm vào năm 2027. Theo nhà sáng lập kiêm giám đốc điều hành công ty John Bucknell, nếu họ thành công, chi phí năng lượng trên Trái Đất có thể giảm đáng kể. Giá điện trung bình toàn cầu vào khoảng 75 USD/megawatt giờ nhưng điện mặt trời trong vũ trụ theo mô hình của Virtus Solis có thể đạt mức giá 0,5 USD/megawatt giờ. Thách thức khi khai thác điện mặt trời theo những phương pháp nêu trên là phóng và vận hành nhiều vệ tinh ở quy mô cực lớn mà các công ty đề xuất. Theo Francesca Letizia, chuyên gia về rác vũ trụ ở Cơ quan Vũ trụ châu Âu, quản lý hàng trăm hoặc hàng nghìn vệ tinh và ngăn chúng va chạm với nhau rất khó khăn. Bất kỳ tai nạn nào đều có thể ngăn cản ngành công nghiệp non trẻ này phát triển. Một báo cáo năm 2024 của NASA chỉ ra công nghệ sản xuất điện mặt trời trong vũ trụ hiện nay tốn kém hơn nhiều so với các nguồn tái tạo trên mặt đất và chỉ khả thi với những tiến bộ lớn trong hoạt động phóng, sản xuất và hiệu quả. Karen Jones, nhà kinh tế học không gian và chiến lược gia công nghệ ở tổ chức phi lợi nhuận The Aerospace Corporation của Anh nhấn mạnh cần có sự hợp tác quốc tế để biến nguồn năng lượng này thành hiện thực. An Khang (Theo BBC, Earth Observatory, Space Solar, NASA) Adblock test (Why?)Nguồn VNExpress
