Chúng ta đang chứng kiến một cuộc chạy đua năng lượng mới, khi các quốc gia ráo riết tìm cách thu thập năng lượng Mặt Trời từ quỹ đạo và chuyển xuống bề mặt Trái Đất. Mới đây, Nhật Bản tuyên bố tăng tốc trong cuộc đua khi khẳng định họ sẽ thử nghiệm hệ thống này vào năm 2025.
Đúng với tên gọi của nó, khái niệm khai thác năng lượng mặt trời lấy từ không gian là nỗ lực thu thập năng lượng mặt trời bằng vệ tinh. Lần đầu tiên được đề cập bởi đại văn hào khoa học giả tưởng Isaac Asimov vào năm 1941, lần đầu tiên được mô tả một cách chi tiết dưới ngôn ngữ khoa học bởi nhà nghiên cứu Peter Edward Glasser, công nghệ khai thác năng lượng mặt trời từ không gian hứa hẹn mang lại cho nhân loại một nguồn năng lượng dồi dào trong hàng thiên niên kỷ.
Năng lượng mặt trời được chuyển đổi thành vi sóng - cũng là bức xạ có trong lò vi sóng - và được gửi xuống những trạm thu sóng dưới mặt đất; tại đây, vi sóng được chuyển đổi thành năng lượng điện. Vi sóng có thể dễ dàng du hành xuyên làn mây, có thể cung cấp một nguồn năng lượng ổn định bất kể ngày đêm hay điều kiện thời tiết.
Tại Nhật Bản, một nhóm nghiên cứu dẫn đầu là cựu chủ tịch Đại học Kyoto, ông Hiroshi Matsumoto, đã tập trung nghiên cứu kỹ thuật này từ lâu. Hồi thập niên 80, đây là nhóm đầu tiên thành công trong việc truyền năng lượng dưới dạng vi sóng trong môi trường vũ trụ.
Nghiên cứu tiếp diễn khi giáo sư Đại học Kyoto, ông Naoki Shinohara tiếp quản dự án. Năm 2009, nhóm các nhà khoa học do ông Shinohara dẫn dắt đã truyền thành công năng lượng từ độ cao 30 mét xuống một chiếc điện thoại đặt trên mặt đất. Từ đó tới nay, họ đã đang cố gắng hoàn thiện công nghệ truyền năng lượng không dây này. Cũng trong năm 2009, Bộ Kinh tế, Thương mại và Công nghiệp Nhật Bản dẫn dắt dự án nghiên cứu tiềm năng của công nghệ tiên tiến.
Những thử nghiệm sau này đều đạt kết quả khả quan. Năm 2015 và 2018, nhóm nghiên cứu đã thành công trong việc truyền năng lượng theo chiều ngang và chiều dọc, khoảng cách truyền điện đều lớn hơn 50 mét. Trong tương lai gần, các nhà nghiên cứu sẽ thử nghiệm với khoảng cách tính bằng kilomet.
Các nhà nghiên cứu tại Đại học Kyoto thử nghiệm truyền năng lượng trong phòng thí nghiệm.
Nhưng ông Shinohara mong muốn tốc độ phát triển phải nhanh hơn nữa. “Nếu chúng tôi có thể trình diễn công nghệ này sớm hơn phần còn lại của thế giới, nó có thể trở thành công cụ thương thảo cho quá trình phát triển công nghệ ngoài không gian với các quốc gia khác”, ông Shinohara nói.
Nhóm nghiên cứu dự định tổ chức thử nghiệm quy mô lớn vào năm 2025, cố gắng truyền năng lượng từ ngoài không gian xuống bề mặt Trái Đất. Một dàn vệ tinh sẽ đưa năng lượng từ quỹ đạo xuống những trạm nhận tín hiệu, nằm cách xa tới hàng trăm kilomet.
Nhật Bản không chạy một mình trên trường đua này, khi cả Mỹ và Trung Quốc và Châu Âu đều đang tìm cách sớm hoàn thiện những công nghệ tương tự. Việc khai thác năng lượng Mặt Trời từ quỹ đạo ngày một được chú ý, khi các quốc gia nhắm tới việc cắt giảm lượng khí thải carbon dioxide.
Ngoài yếu tố công nghệ, chi phí hoạt động cũng là một trở ngại lớn. Để pin mặt Trời đặt trong không gian có thể sản sinh ra 1 gigawatt điện - tương đương sức sinh điện của một lò phản ứng hạt nhân - nó sẽ phải có kích cỡ lên tới 4 km2. Ước tính, chi phí lắp đặt một hệ thống lớn nhường này có thể lên tới hơn 1 nghìn tỷ yên Nhật, tương đương 7,1 tỷ USD.
Theo Nikkei
