Thử nghiệm truyền điện không dây đầu tiên giữa hai tàu vũ trụ

Công ty Star Catcher Industries sẽ thử nghiệm truyền năng lượng bằng laser giữa hai tàu vũ trụ bay tự do, trong tháng 10.

Interesting Engineering đưa tin Star Catcher Industries, startup có trụ sở tại Jacksonville, Florida, sắp phóng tàu vũ trụ Protostar để truyền năng lượng không dây bằng laser cho một vệ tinh CubeSat trong không gian. Protostar sẽ phóng từ Trạm không gian Vandenberg trong nhiệm vụ Transporter-18 của SpaceX.

Star Catcher đang hướng tới xây dựng một loạt nút năng lượng vừa đóng vai trò nhà máy điện mặt trời vừa là đường dây truyền tải. Để sản xuất điện, vệ tinh của công ty thu thập ánh sáng Mặt Trời qua thấu kính và tinh chỉnh thành bước sóng có thể cung cấp năng lượng gấp 10 lần so với ánh sáng Mặt Trời phân tán. Sau đó, vệ tinh chiếu thẳng chùm laser vào các vệ tinh cần năng lượng. Theo Andrew Rush, nhà đồng sáng lập kiêm giám đốc điều hành Star Catcher, quá trình đó hứa hẹn tăng thời gian hoạt động và lợi nhuận cao hơn cho nhà khai thác vệ tinh thông qua giảm kích thước pin để dành chỗ cho thiết bị hữu ích hơn.

Protostar là nguyên mẫu nhỏ hơn của mẫu vệ tinh mà Star Catcher hy vọng triển khai trong tương lai nhằm vận hành dịch vụ cung cấp điện thương mại trên quỹ đạo cuối thập kỷ này. Đây là nguyên mẫu kết hợp những công nghệ chính mà Star Catcher cần cho mạng lưới điện trên quỹ đạo với khả năng thu thập năng lượng, định vị tàu vũ trụ khác và duy trì liên kết theo dõi. Trong thử nghiệm, Protostar thu thập năng lượng mặt trời bằng tấm pin hiệu suất cao, sau đó chuyển đổi thành chùm tia laser tập trung để truyền trực tiếp đến vệ tinh CubeSat phóng cùng chuyến.

Một mục tiêu của thử nghiệm là kiểm tra mức năng lượng mà vệ tinh CubeSat nhận được khi nó di chuyển ra xa Protostar. Năm ngoái, Star Catcher từng tiến hành thử nghiệm truyền hơn một kilowatt đến các tấm pin mặt trời trên mặt đất, đủ để cung cấp năng lượng cho lò vi sóng.

Star Catcher nhận định, truyền điện không dây là giải pháp đáp ứng nhu cầu năng lượng ngày càng tăng trong không gian. Các vệ tinh có thể nhận năng lượng mà không cần tự sản xuất điện trên tàu. Theo Rush, ứng dụng tiềm năng của công nghệ này bao gồm nhiệm vụ an ninh quốc gia, điện toán trên quỹ đạo và quan sát Trái Đất. Nếu tàu Protostar truyền điện thành công tới tàu vũ trụ bay tự do trong nhiệm vụ Transporter-18 sắp tới, công nghệ của Star Catcher sẽ tiến gần hơn đến triển khai thương mại trên quỹ đạo.

Theo Via Satelites, công nghệ của Star Catcher đang thu hút nhiều sự chú ý. Công ty nhận được 65 triệu USD trong một vòng gọi vốn đầu năm nay và giải thưởng 30 triệu USD từ Lực lượng Không gian Mỹ. Họ đã ký 10 hợp đồng mua bán điện dài hạn với các công ty vũ trụ như Starcloud, Loft Orbital, Astro Digital and Aethero.

Wired cho biết NASA đã nghiên cứu ý tưởng tạo ra điện mặt trời trong không gian từ thập niên 1970. Hanieh Fattahi, một nhà nghiên cứu tại Viện Khoa học Ánh sáng Max Planck, từng nhận định hoạt động phóng lượng lớn thiết bị lên quỹ đạo rất tốn kém, do đó sản xuất điện trong không gian và truyền đi nơi khác không khả thi. Nhưng hiện nay, chi phí phóng giảm đang mở đường cho các ngành công nghiệp quỹ đạo cung cấp năng lượng như vậy.

Giới nghiên cứu đã khám phá nhiều hình thức truyền năng lượng mặt trời từ không gian. Ví dụ, các nhà khoa học ở Viện Công nghệ California (Caltech) đã truyền thành công năng lượng mặt trời về Trái Đất qua vi sóng. Tuy truyền nhiều năng lượng hơn, kỹ thuật đó đòi hỏi bộ thu lớn để khai thác, trong khi laser có thể nhắm vào mục tiêu nhỏ hơn nhiều.

Đây không phải là thử nghiệm truyền phát năng lượng bằng tia laser đầu tiên trong vũ trụ. Năm 2023, Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Hải quân Mỹ bắn năng lượng bằng sóng điện từ (tia laser) từ một máy phát đến tấm pin quang điện thu nhận trên Trạm Vũ trụ Quốc tế nhưng chùm tia truyền qua khoảng cách chưa đến 1,5 mét.

An Khang tổng hợp