Lý do máy bay tối mật Mỹ thực hiện thí nghiệm vi sóng

Tên lửa Atlas V dự kiến đưa máy bay vũ trụ X-37B của Không quân Mỹ lên quỹ đạo lúc 19h24 tối nay (giờ Hà Nội) từ Trạm Không quân Cape Canaveral, bang Florida. Máy bay sẽ tiến hành thí nghiệm PRAM-FX nhằm biến đổi năng lượng mặt trời thành năng lượng vi sóng và truyền về Trái Đất. Đây được gọi là năng lượng vệ tinh mặt trời.

Ý tưởng về loại năng lượng này thu hút nhiều sự chú ý vào cuối những năm 1960 và đầu những năm 1970, khi con người bắt đầu ráo riết nghiên cứu những nguồn năng lượng mới ngoài nhiên liệu hóa thạch. Thời điểm đó, nguồn cung nhiên liệu hóa thạch trở nên thiếu ổn định và giá cả tăng vọt, theo Paul Jaffe, kỹ sư điện tử dân dụng tại Phòng thí nghiệm Nghiên cứu Hải quân Mỹ (NRL), trưởng nhóm nghiên cứu.

Theo ý tưởng này, một hệ thống pin mặt trời lớn sẽ được thiết lập trên quỹ đạo. Hệ thống có thể thu thập đủ ánh nắng chưa qua "bộ lọc" khí quyển để tạo ra chùm tia vi sóng mạnh. Sau đó, trạm thu nhận dưới mặt đất sẽ chuyển chùm tia này thành năng lượng hữu ích. Khi phóng vệ tinh lên quỹ đạo đủ cao, nó sẽ nhận được ánh sáng mặt trời gần như liên tục. Do đó, một hệ thống pin mặt trời lớn trên quỹ đạo có khả năng cung cấp năng lượng 24/7 không gián đoạn.

Ý tưởng này dần trở nên mờ nhạt khi giá nhiên liệu giảm, Jaffe cho biết. Nhưng đến năm 2007, Bộ Quốc phòng Mỹ lại bắt tay vào nghiên cứu. Sử dụng chùm tia từ vệ tinh là cách cung cấp năng lượng cho căn cứ quân sự nước ngoài an toàn và hiệu quả hơn nhiều so với các xe tải chở nhiên liệu. Những chiếc xe với đầy nhiên liệu dễ cháy có thể bị tấn công rồi tiêu diệt, gây nguy hiểm đến tính mạng của tài xế và đội bảo vệ. Tuy nhiên, chùm tia vi sóng truyền vô hình qua khí quyển không thể bị bắn phá như vậy. Chùm tia cũng có thể cung cấp năng lượng cho các drone quân sự, giúp chúng bay liên tục mà không cần hạ cánh để sạc.

Đến nay, PRAM-FX vẫn chưa thể thực hiện những điều trên. Tuy nhiên, thí nghiệm này mang đến cho nhóm nghiên cứu tại NRL cơ hội đầu tiên để kiểm tra bộ phận thiết yếu của vệ tinh năng lượng mặt trời trong môi trường thực tế trên quỹ đạo.

Thiết bị thí nghiệm được đặt giữa pin mặt trời và một tấm ốp lưng, theo Chris DePuma, kỹ sư điện tử tại NRL, thành viên nhóm nghiên cứu. Pin đón năng lượng từ mặt trời, chuyển thành dòng điện một chiều rồi tiếp tục chuyển thành vi sóng tần số 2.45 GHz. Theo lý thuyết, chùm tia vi sóng sẽ được truyền qua một ăng ten hướng về phía trạm thu nhận trong tương lai, DePuma cho biết. Nhưng với thí nghiệm PRAM-FX lần này, năng lượng vi sóng sẽ chỉ truyền qua cáp đồng trục tới một thiết bị dùng để ghi nhận dữ liệu. Nhóm nghiên cứu tại NRL sẽ so sánh kết quả ghi nhận với mức năng lượng tiêu tốn khi sử dụng pin mặt trời để xác định tính hiệu quả.

Trước đó, những thí nghiệm trong buồng chân không trên Trái Đất với đèn giả làm Mặt Trời đã cung cấp cho các nhà khoa học một số thông tin về hoạt động của thiết bị. Tuy nhiên, đây là lần đầu tiên họ thực hiện thí nghiệm trên quỹ đạo.  

Nhiệm vụ lần này của máy bay X-37B cũng rất đặc biệt khi Không quân Mỹ tiết lộmột số thông tin về thí nghiệm. Trong 5 nhiệm vụ trước đó, Không quân Mỹ không đề cập đến việc X-37B mang theo các thiết bị khoa học. Tổng thời gian X-37B hoạt động trên quỹ đạo trong các nhiệm vụ trước là 7 năm 10 tháng, nhưng thông tin chi tiết về hàng hóa cũng như mục đích chính xác của X-37B không được công bố.

Việc sử dụng X-37B cho PRAM-FX giúp nhóm nghiên cứu tận dụng hệ thống liên lạc, sức đẩy và các tài nguyên khác, Jaffe giải thích. Điều này cho phép họ tiết kiệm chi phí và công sức chế tạo từ đầu toàn bộ các dụng cụ cần thiết. Quỹ đạo bay của X-37B cũng tạo điều kiện thử nghiệm thiết bị ở nhiều góc chiếu khác nhau của Mặt Trời. Các chuyên gia đã cân nhắc nhiều cách để đưa thiết bị thí nghiệm lên không gian, nhưng X-37B là lựa chọn tối ưu.

PRAM-FX sẽ không dẫn đến sự ra đời của vũ khí mới, theo các nhà khoa học của Bộ Quốc phòng Mỹ. "Hầu hết khi nghe khái niệm 'vi sóng', mọi người liên tưởng ngay đến thiết bị nấu ăn trong bếp. Tuy nhiên, tần số vi sóng cũng được sử dụng trong hệ thống Wifi, Bluetooth, trên điện thoại và vốn không nguy hiểm. Đây cũng không phải cách hiệu quả để đốt cháy vật thể từ xa vì có mật độ năng lượng tương đối thấp", Jaffe nói.

"Với vi sóng, rất khó để hội tụ chúng giống như cách kính lúp hội tụ ánh sáng mặt trời. Đó là lý do bạn cần những ăng ten thực sự lớn. Ăng ten càng lớn, bạn có thể tạo ra mật độ năng lượng càng cao trên Trái Đất. Nhưng kể cả ăng ten dài vài km cũng rất khó tập trung được năng lượng đến mức nguy hiểm từ quỹ đạo cao. Vệ tinh chuyển hóa năng lượng mặt trời thành vi sóng cực kỳ khó, thậm chí không thể trở thành vũ khí", ông nhận định.

Tuy nhiên, theo Jaffe, nếu hệ thống vệ tinh năng lượng mặt trời được chế tạo, việc thiết yếu sẽ là thiết kế sao cho chúng không vượt quá giới hạn năng lượng vi sóng theo các quy định an toàn bức xạ để tránh gây ung thư hoặc hỏa hoạn.  

Trong tương lai gần, công nghệ này được phát triển để phục vụ quân đội. Nhưng Jaffe hy vọng nó sẽ tiến tới tạo ra nguồn năng lượng sạch cho mọi người và đưa Mỹ trở thành nhà cung cấp năng lượng mới gần như độc quyền.

Theo VnExpress