Xây nhà máy điện trên vũ trụ

09/05/2013

Nga có thể dẫn đầu thị trường thế giới về điện vũ trụ.

Nga có thể dẫn đầu thị trường thế giới về điện vũ trụ. Một thị trường như vậy sẽ xuất hiện khi có nhiều trạm điện năng lượng mặt trời hoạt động trong quỹ đạo. Mỗi trạm như vậy là một tấm pin mặt trời khổng lồ, chuyển năng lượng xuống trái đất dưới dạng chùm tia laser hay chùm bức xạ vi sóng. Các chuyên gia Nga đã phát minh ra phương pháp tốt nhất để giảm chi phí xây dựng các trạm điện vũ trụ như vậy và làm cho chúng được phóng vào không gian dễ dàng hơn. Thay vì một tấm cứng nặng hàng chục ngàn tấn như của người Nhật hay người Mỹ, các nhà khoa học Nga đề xuất một thiết kế pin mặt trời gồm một màng mỏng và dẻo không cần khung. Độ dày của tấm màng này là 12 micron. Trước khi được phóng lên, tấm màng khổng lồ đó được đặt trong một viên nang tương đối nhỏ, trong không gian nó biến thành một mặt phẳng và duy trì được hình dạng nhờ chuyển động quay chậm. Nga đã phát minh ra công nghệ độc đáo triển khai các cấu trúc màng mỏng như vậy và chế tạo được một thành phần thiết yếu khác cho năng lượng vũ trụ là sợi laser hiện đại.

Tổ chức hàng đầu của Roscosmos - Viện nghiên cứu chế tạo máy trung ương đang nghiên cứu lập ra một trạm như vậy. Phóng viên đài "Tiếng nói nước Nga" đã nói chuyện với giám đốc khoa học của viện, ông Vitaly Melnikov, người đã từng bảo vệ luận án tiến sĩ về đề tài "Gương vũ trụ". Ông Melnikov đã thiết kế chiếc Gương mặt trời, hoặc Cánh buồm năng lượng mặt trời như nó được gọi sau này. Tháng 10 năm 1992, chiếc gương này đã được đưa được tàu Tiến độ M-15 đưa lên trạm vũ trụ "Mir". Phi hành đoàn đã cố định trên tàu "Tiến bộ" một cơ chế triển khai gương mặt trời, và khi tàu chở hàng bắt đầu rời trạm vũ trụ thì tấm gương phản xạ năng lượng mặt trời rộng đã được triển khai. Cuộc thử nghiệm đã thành công: gương năng lượng mặt trời 20 mét làm từ màng mỏng, do phi hành đoàn triển khai bên ngoài trạm vũ trụ "Mir" trong không gian mở, đã xoay được và duy trì hình dạng nhờ lực ly tâm. Gương phản chiếu do ông Melnikov thiết kế tạo thành điểm sáng trên mặt đất, rộng 5 km, di chuyển với tốc độ 8 km/giây. "Tia nắng" chạy qua toàn bộ lục địa Á-Âu, độ sáng của nó tương đương với ánh trăng đêm rằm.

Đáng tiếc là sau khi Liên Xô sụp đổ, thí nghiệm với gương mặt trời vũ trụ đã bị dừng lại. Cho đến tận bây giờ các nhà khoa học Nga mới có cơ hội thực tế để tiếp tục thực hiện dự án đầy hứa hẹn. Sau tất cả, thị trường vũ trụ sẽ cung cấp nhiều điện năng cho những người tham gia đầu tiên. Ông Vitaly Melnikov khẳng định:

“Khi có rất nhiều điện vũ trụ, điều gì sẽ xảy ra? Giá dầu và các nguồn năng lượng khác suy giảm, bao gồm cả dầu khí của Nga. Chúng ta phải hiểu rằng nếu nước Nga sẽ không nhịp bước với các quốc gia vũ trụ khác, nếu Nga không đi trước họ thì sẽ lâm vào tình huống khó khăn. Lúc đó chúng ta sẽ phải trả rất nhiều tiền cho nước ngoài để mua "điện vũ trụ."

Theo ông Melnikov, ban đầu, trạm điện vũ trụ của Nga sẽ được thử nghiệm với công suất 100 KW, mặc dù trạm có thể nâng công suất lên đến 1 GW. Nhà khoa học cho rằng cần phải trải qua tất cả các giai đoạn kỹ thuật trên một cấu trúc nhỏ rồi sau đó chuyển sang kích thước lớn:

“Mẫu thử nghiệm sẽ là một vệ tinh với pin năng lượng mặt trời và hệ thống laser, có thể cung cấp năng lượng cho quả bóng được treo phía trên trái đất ở độ cao 5-6 km. Từ quả bóng này năng lượng sẽ truyền xuống Trái Đất. Tại sao phải có khâu trung gian trong hình thức một quả bóng? Bởi vì các tia laser sẽ có bước sóng mà các lớp thấp hơn bầu khí quyển chỉ đơn giản là sẽ hấp thụ nó và các tia đó sẽ không tới được Trái đất. Cho nên trạm điện vũ trụ cần được đưa lên quỹ đạo địa tĩnh. Khi đó, nó sẽ nằm trên một điểm cụ thể và chuyển năng lượng đến đúng nơi cần thiết.”

Theo ông Melnikov, niềm tự hào đặc biệt của các nhà khoa học Nga là sợi quang học dẫn sóng, sẽ được gắn vào bề mặt màng mỏng.

“Ngành công nghiệp Nga sản xuất tới 85% khối lượng sợi quang trên thế giới. Công nghệ của Nga trong lĩnh vực này cho đến nay vẫn là tốt nhất. Sợi cáp quang của chúng tôi có đường kính 200 micron - mỏng như dao cạo, truyền được 50 kW điện. Chẳng phải đó là siêu dẫn hay sao! Dây dẫn mỏng như một sợi tóc đi qua toàn bộ trạm. Đính kèm nó vào màng mỏng rất dễ dàng.”

Phiên bản thử nghiệm pin mặt trời của Nga sẽ được chế tạo xong không muộn hơn năm 2017 và sẽ có giá tương đương với chi phí của một nhà máy nhiệt điện. Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn chưa giải quyết được nhiều vấn đề khó khăn trước khi nhà máy điện vũ trụ vận hành hiệu quả. Đó là việc điều chỉnh trạm phù hợp với hướng mặt trời và tăng tuổi thọ tấm pin trong không gian mở. Tuy nhiên, con người trên trái đất đã thực hiện được bước đầu tiên trong sự phát triển điện vũ trụ.

Theo Vietnamese

Xây nhà máy điện trên vũ trụ

Tập trung nguồn lực trình Quốc hội thông qua Luật sửa đổi, bổ sung một số điều của Luật Sử dụng năng lượng tiết kiệm và hiệu quả vào tháng 6/2025

Máy kéo sợi Polyester FDY tiết kiệm 25% năng lượng

Bản quyền thuộc Vụ Tiết kiệm năng lượng và Phát triển bền vững, Bộ Công Thương