Từ Houston đến mặt trăng: Buồng chân không nhiệt của Johnson thử nghiệm công nghệ năng lượng mặt trời trên mặt trăng
bởi Sumer Loggins, NASA
Nguyên mẫu Honeybee Robotics trong quá trình thử nghiệm VSAT (Công nghệ mảng năng lượng mặt trời thẳng đứng) trên mặt trăng bên trong Phòng A tại Trung tâm vũ trụ Johnson của NASA ở Houston. Tín dụng: NASA/David DeHoyos
Hãy tưởng tượng công nghệ thiết kế có thể tồn tại trên mặt trăng trong tối đa một thập kỷ, cung cấp nguồn năng lượng liên tục. NASA đã chọn ba công ty để phát triển các hệ thống như vậy, nhằm mục đích cung cấp nguồn điện tại Cực Nam của mặt trăng cho các sứ mệnh Artemis.
Ba công ty đã được trao hợp đồng vào năm 2022 với kế hoạch thử nghiệm các mảng năng lượng mặt trời tự duy trì của họ tại Phòng thí nghiệm mô phỏng môi trường không gian (SESL) của Trung tâm vũ trụ Johnson ở Houston, cụ thể là tại Phòng A trong tòa nhà 32. Các nguyên mẫu được thử nghiệm cho đến nay đã trải qua các đánh giá nghiêm ngặt để đảm bảo công nghệ có thể chịu được môi trường khắc nghiệt của mặt trăng và triển khai mảng năng lượng mặt trời hiệu quả trên bề mặt mặt trăng.
Vào mùa hè năm 2024, cả Honeybee Robotics, một công ty Blue Origin từ Altadena, California và Astrobotic Technology từ Pittsburgh, Pennsylvania đã thử nghiệm các khái niệm về mảng năng lượng mặt trời của họ tại Phòng A.
Mỗi công ty đã thiết kế một giải pháp độc đáo để thiết kế các mảng có thể chịu được môi trường khắc nghiệt của Mặt Trăng và sự thay đổi nhiệt độ cực độ. Dữ liệu thu thập được trong SESL sẽ hỗ trợ việc tinh chỉnh các yêu cầu và thiết kế cho những tiến bộ công nghệ trong tương lai với mục tiêu triển khai ít nhất một trong các hệ thống gần Cực Nam của Mặt Trăng.
Các hợp đồng cho sáng kiến này là một phần của dự án VSAT (Công nghệ mảng năng lượng mặt trời thẳng đứng) của NASA, nhằm mục đích hỗ trợ các hoạt động bề mặt Mặt Trăng dài hạn của cơ quan này. VSAT thuộc chương trình Phát triển thay đổi cuộc chơi của Ban giám đốc sứ mệnh công nghệ vũ trụ và do Trung tâm nghiên cứu Langley ở Hampton, Virginia dẫn đầu, hợp tác với Trung tâm nghiên cứu Glenn ở Cleveland.
"Chúng tôi dự đoán Mặt Trăng sẽ là trung tâm sản xuất vệ tinh và phần cứng, tận dụng năng lượng cần thiết để phóng từ bề mặt Mặt Trăng", Jim Burgess, kỹ sư hệ thống chính của VSAT cho biết. "Tầm nhìn này có thể cách mạng hóa ngành công nghiệp và thám hiểm không gian".
Nguồn: NASA
Được xây dựng vào năm 1965, SESL ban đầu hỗ trợ các chương trình Gemini và Apollo nhưng đã được điều chỉnh để tiến hành thử nghiệm cho các sứ mệnh khác như Chương trình tàu con thoi và xe tự hành trên sao Hỏa, cũng như xác nhận thiết kế của Kính viễn vọng không gian James Webb. Ngày nay, nó tiếp tục phát triển để hỗ trợ cho hoạt động thám hiểm Artemis trong tương lai.
Sáng kiến Front Door của Johnson nhằm mục đích giải quyết những thách thức của hoạt động thám hiểm không gian bằng cách mở ra các cơ hội cho công chúng và tập hợp những ý tưởng táo bạo và sáng tạo để khám phá những điểm đến mới.
"SESL chỉ là một trong hàng trăm khả năng độc đáo mà chúng tôi có tại Johnson", Molly Bannon, chuyên gia về Chiến lược và Đổi mới của Johnson cho biết. "Front Door cung cấp hiểu biết rõ ràng về tất cả các khả năng và dịch vụ của chúng tôi, cách thức các đối tác của chúng tôi có thể tiếp cận chúng và cách liên hệ với chúng tôi. Chúng tôi biết rằng chúng tôi có thể tiến xa hơn cùng với tất cả các đối tác của mình trên toàn bộ hệ sinh thái không gian nếu chúng tôi tập hợp mọi người lại với nhau như trung tâm của chuyến bay vũ trụ có người lái".
Buồng A vẫn là một trong những buồng chân không nhiệt lớn nhất cùng loại, với khả năng độc đáo là cung cấp điều kiện nhiệt độ không gian sâu cực độ xuống tới 20 Kelvin. Điều này cho phép các kỹ sư thu thập dữ liệu cần thiết về cách các công nghệ phản ứng với điều kiện khắc nghiệt của mặt trăng, đặc biệt là trong đêm lạnh giá trên mặt trăng, khi các hệ thống có thể phải tồn tại trong bóng tối trong 96 giờ.
Khám phá những thông tin mới nhất về khoa học, công nghệ và không gian với hơn 100.000 người đăng ký dựa vào Phys.org để có thông tin chi tiết hàng ngày. Đăng ký nhận bản tin miễn phí của chúng tôi và nhận thông tin cập nhật về các đột phá, đổi mới và nghiên cứu quan trọng—hàng ngày hoặc hàng tuần.
"Việc thử nghiệm các nguyên mẫu này sẽ giúp đảm bảo các công nghệ sứ mệnh không gian an toàn và đáng tin cậy hơn", Chuck Taylor, giám đốc dự án VSAT cho biết. "Mục tiêu là tạo ra một hệ thống tự duy trì có thể hỗ trợ cho hoạt động thám hiểm mặt trăng và xa hơn nữa, giúp sự hiện diện của chúng ta trên mặt trăng không chỉ khả thi mà còn bền vững".
Các hệ thống phát điện phải có khả năng tự nhận thức để quản lý tình trạng mất điện và đảm bảo sự tồn tại trên bề mặt mặt trăng. Các hệ thống này sẽ cần giao tiếp với môi trường sống và xe tự hành, đồng thời cung cấp năng lượng liên tục và sạc lại khi cần. Chúng cũng phải triển khai trên bề mặt cong, mở rộng cao 32 feet để tiếp cận ánh sáng mặt trời và thu lại để có thể di dời.
"Việc tạo ra năng lượng trên mặt trăng liên quan đến nhiều bài học và quá trình học tập liên tục", Taylor cho biết. "Mặc dù điều này có vẻ như là một thách thức kỹ thuật, nhưng đây là một ranh giới thú vị kết hợp các công nghệ đã biết với các giải pháp sáng tạo để điều hướng các điều kiện trên mặt trăng và xây dựng một mạng lưới năng lượng năng động và mạnh mẽ trên mặt trăng".
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
