Dưới sự dẫn dắt của Viện sĩ Đoạn Bảo Nham, nhóm nghiên cứu từ Đại học Khoa học và Công nghệ Điện tử Tây An đã ra mắt hệ thống truyền năng lượng không dây công suất kilowatt ở khoảng cách trên 100 mét, đánh dấu một bước tiến quan trọng trên mặt đất của dự án mang tên "Zhuri" (Truy tìm Mặt trời).
Nhóm nghiên cứu thuộc Đại học Tây An (Xidian University) vừa thông báo về một bước tiến quan trọng trong dự án năng lượng mặt trời không gian. Với sáng kiến "Zhuri", họ đã phát triển một hệ thống xác minh dưới mặt đất có khả năng sử dụng vi sóng để truyền năng lượng đồng thời tới nhiều mục tiêu đang di động. Đây được coi là một trong những thử nghiệm thực tế nhất thời gian gần đây về các công nghệ cần thiết cho các trạm năng lượng mặt trời trên quỹ đạo sau này.
Hệ thống đã cho thấy khả năng truyền tải thành công 1.180 W trong phạm vi 100 mét, đạt hiệu suất DC-DC là 20,8% và hiệu suất thu nhận chùm tia lên tới 88%. Ở một thử nghiệm khác, công nghệ này đã cung cấp nguồn năng lượng 143 W ổn định cho một thiết bị bay không người lái đang di chuyển với tốc độ 30 km/h ở khoảng cách 30 mét. Kết quả này được công bố vào ngày 18–19 tháng 5 năm 2026, đánh dấu sự phát triển của các công nghệ cốt lõi trong dự án hướng tới mục tiêu thiết lập trạm năng lượng mặt trời quy mô lớn trên quỹ đạo địa tĩnh trong tương lai.
Trạng thái hiện tại của dự án. Đây mới chỉ là hệ thống xác minh dưới mặt đất chứ chưa phải là nguyên mẫu hoạt động trên quỹ đạo. Dự án đã được triển khai tại trường đại học trong nhiều năm, với việc xây dựng giàn thử nghiệm dài 75 mét vào năm 2022. Bước tiến mới này là một hệ thống cải tiến với khả năng truyền tải đa điểm và độ chính xác định hướng cao hơn. Tuy nhiên, việc thực hiện đưa thiết bị lên không gian và truyền năng lượng về Trái đất từ khoảng cách hàng nghìn km vẫn còn là tương lai xa, khi các kế hoạch hiện tại mới chỉ nhắm tới việc đưa thiết bị trình diễn mức megawatt lên quỹ đạo vào khoảng năm 2030 và các hệ thống lớn hơn sau đó.
Nguyên lý hoạt động. Các tấm pin mặt trời trên quỹ đạo sẽ thu thập năng lượng gần như liên tục mà không bị ảnh hưởng bởi bầu khí quyển hay chu kỳ đêm tối. Điện năng sẽ được chuyển đổi sang dạng vi sóng, sau đó truyền qua chùm tia hẹp tới các ăng-ten thu trên mặt đất để chuyển đổi lại thành điện. Những cải tiến quan trọng trong lần thử nghiệm này nằm ở độ chính xác khi điều khiển chùm tia, giảm thiểu hao hụt năng lượng và khả năng tương tác với nhiều thiết bị thu di động. Điều này giúp hệ thống vượt trội hơn so với các thí nghiệm trước đây trong phòng nghiên cứu vốn có khoảng cách ngắn và công suất thấp hơn.
Những thách thức chính. Bất chấp những tiến bộ đã đạt được, vẫn còn hàng loạt trở ngại nghiêm trọng cần vượt qua.
Thứ nhất là vấn đề quy mô: việc nâng tầm từ 100 mét trên mặt đất lên 36.000 km trên quỹ đạo địa tĩnh đòi hỏi sự chính xác tuyệt đối trong việc định hướng chùm tia vào các mục tiêu đang di chuyển tương đối so với Trái đất.
Thứ hai là hiệu suất: mức 20,8% DC-DC ở khoảng cách ngắn đồng nghĩa với việc tổn thất sẽ cao hơn nhiều ở khoảng cách thực tế, khiến tính kinh tế tổng thể của hệ thống hiện vẫn chưa rõ ràng.
Thứ ba là vấn đề an toàn: các chùm vi sóng công suất lớn phải đảm bảo không gây nguy hiểm cho hàng không, chim muông và con người trong khu vực thu nhận.
Thứ tư là chi phí phóng và bảo trì các cấu trúc khổng lồ trên quỹ đạo, đi kèm với các vấn đề về pháp lý và quốc tế liên quan đến việc sử dụng không gian quỹ đạo cũng như tần số để truyền năng lượng.
So sánh với các giải pháp thay thế. Phương thức truyền bằng vi sóng mà Trung Quốc đang phát triển có độ hoàn thiện nhất định so với laser nhờ khả năng xuyên qua khí quyển tốt hơn ở một số tần số nhất định và ít nhạy cảm hơn với điều kiện thời tiết. Tuy nhiên, các hệ thống laser lại cho phép sử dụng các thiết bị thu nhận với kích thước nhỏ hơn. So với việc sản xuất điện mặt trời trên mặt đất kết hợp với pin lưu trữ, phương án không gian cung cấp nguồn điện liên tục nhưng đòi hỏi vốn đầu tư ban đầu cực kỳ khổng lồ. Các lò phản ứng hạt nhân công suất nhỏ (SMR) hoặc các nguồn năng lượng tái tạo trên mặt đất đi kèm hệ thống lưu trữ hiện vẫn tỏ ra khả thi hơn trong những thập kỷ tới.
Triển vọng. Thử nghiệm hiện tại là một màn trình diễn công nghệ quan trọng, xác nhận sự tiến bộ trong việc kiểm soát chùm tia vi sóng và truyền tải đa điểm. Nó đưa Trung Quốc tiến gần hơn tới khả năng tạo ra các "trạm sạc trên quỹ đạo" cho vệ tinh và trong tương lai xa là cho Trái đất. Tuy nhiên, từ mức kilowatt dưới mặt đất đến mức gigawatt thương mại trên quỹ đạo vẫn còn phải trải qua nhiều giai đoạn kỹ thuật và kinh tế. Các bước đi hợp lý tiếp theo là mở rộng các thử nghiệm trên mặt đất, hoàn thiện độ chính xác của việc định hướng ở khoảng cách lớn hơn và chuẩn bị cho các thí nghiệm trên quỹ đạo. Dự án vẫn là một trong những mục tiêu tham vọng nhất trong ngành năng lượng vũ trụ toàn cầu, nhưng hiệu quả thực tế của nó sẽ đòi hỏi thời gian và nguồn lực đáng kể.
