Khám phá công nghệ tạo nên vệ tinh gỗ đầu tiên trên thế giới 

Vệ tinh gỗ được phóng lên vũ trụ với mục đích kiểm tra hoạt động và độ bền của ván ép trong điều kiện môi trường ngoài Trái đất .

Thiết kế vệ tinh WISA Woodsat

Vệ tinh WISA Woodsat có hình khối lập phương, các cạnh 10 cm, nặng khoảng 1 kg, sử dụng một loại ván ép đặc biệt (gọi là WISA) để bao bọc bên ngoài. Vệ tinh này là sản phẩm của công ty Phần Lan Arctic Astronautics, được phóng lên vũ trụ với mục đích kiểm tra hoạt động và độ bền của ván ép trong điều kiện môi trường ngoài Trái đất, từ đó đánh giá xem có thể ứng dụng vật liệu này cho các sứ mệnh tương lai hay không.

Vệ tinh được trang bị hai camera, một trong số đó sẽ được gắn vào gậy selfie bằng kim loại, cho phép nhóm sứ mệnh quan sát bề mặt gỗ của vệ tinh thay đổi như thế nào trong môi trường không gian.

Samuli Nymanm – kỹ sư trưởng của dự án Woodsat, cũng là đồng sáng lập của Arctic Astronautics cho biết: “Vật liệu cho ván ép là gỗ bạch dương. Những gì chúng tôi đang dùng giống như những gì bạn tìm được trong cửa hàng phần cứng hay vật liệu làm đồ nội thất. Điều khác biệt là ván ép thông thường quá ẩm để dùng trong không gian nên chúng tôi phải đặt gỗ vào buồng chân không nhiệt để làm khô. Sau đó chúng tôi thực hiện kỹ thuật lắng đọng lớp nguyên tử (ALD), thêm một lớp oxit nhôm mỏng”.

Vậy làm thế nào một vệ tinh bằng gỗ có thể tồn tại ngoài vũ trụ?

Theo Nymanm, nhôm oxit – một hợp chất hóa học thường được sử dụng để bao bọc thiết bị điện tử – sẽ ngăn gỗ giải phóng khí trong môi trường không gian. Nó cũng sẽ bảo vệ bề mặt gỗ chống tiếp xúc với oxy nguyên tử ăn mòn xuất hiện ở rìa bầu khí quyển Trái đất. Loại oxy này được tạo ra khi bức xạ tia cực tím từ mặt trời chia cắt các phân tử oxy bình thường, được con người phát hiện lần đầu khi nó làm hỏng lớp đệm nhiệt trong các sứ mệnh tàu con thoi thuở sơ khai của Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ – NASA.

Oxy nguyên tử có thể làm đen các tấm ván ép nhưng công ty khẳng định vệ tinh vẫn có thể tồn tại trong môi trường khắc nghiệt. Ngoài lớp phủ, các kỹ sư sẽ kiểm tra các loại véc-ni và sơn mài trên bề mặt gỗ.

Vệ tinh hoạt động nhờ năng lượng từ 9 tấm pin mặt trời , đồng thời mang một bộ cảm biến áp suất để theo dõi áp suất trong các khoang bên trong, đặc biệt là trong những ngày đầu tiên vệ tinh bay trên quỹ đạo. Bên cạnh sứ mệnh kiểm tra khả năng chịu đựng của gỗ trong môi trường không gian, vệ tinh cũng sẽ tiến hành thí nghiệm nhằm kiểm tra việc sử dụng vật liệu nhựa dẫn điện in 3D, mở đường cho công nghệ in 3D trên tàu vũ trụ.

Arctic Astronautics từng đưa vệ tinh gỗ lên cao bằng cách đặt trong khinh khí cầu thời tiết, nhưng vệ tinh không thể vượt qua đường karman – đường ranh giới giữa khí quyển Trái đất và không gian. Vệ tinh Woodsat hiện tại được kỳ vọng nhiều vì sử dụng công nghệ mới. Nó sẽ được phóng lên độ cao 500 – 600 km nhờ tên lửa Electron của Rocket Lab vào tháng 11 năm nay.

Pin mặt trời đầu tiên tạo điện ở môi trường 'gần như tối'

Ricoh trình làng tấm pin mặt trời mới với hiệu suất cao hơn 20%, có thể tạo điện ở môi trường ánh sáng yếu.

Theo công bố của Ricoh, mỗi tấm pin mặt trời kích thước 5 x 8 cm sẽ tạo ra công suất điện tối đa 276 microwatt (1 microwatt là một phần triệu watt). Các tế bào quang điện của pin có thể hoạt động trong mức nhiệt độ từ -30 độ C tới 60 độ C, cao hơn nhiều so với mức 0 - 50 độ C trên các tấm pin mặt trời thông thường.

Pin mặt trời của Ricoh có thể tích hợp trong các thiết bị trong suốt và tạo ra điện bằng cách nhận ánh sáng từ hai phía.

Bên cạnh đó, pin mặt trời của Ricoh có thể tạo ra điện ở những nơi "gần như tối" nhờ vào các tế bào quang điện nhạy cảm với ánh sáng mà hãng chế tạo độc quyền. Những tế bào quang điện này có thể "nhúng" trong các tấm nhựa trong suốt, do đó có thể nhận ánh sáng từ hai phía.

Theo Ricoh, những tấm pin mặt trời mới sẽ được ứng dụng tại những khu vực khắc nghiệt và không đủ ánh sáng mặt trời, chẳng hạn các nhà máy sản xuất, kho hàng... Sản phẩm sẽ được bán cuối tháng 5.

Ricoh là công ty có trụ sở tại Nhật Bản, nổi tiếng thế giới về máy ảnh và các thiết bị văn phòng như máy in, máy photocopy, máy fax... Từ 2020, hãng bắt đầu kinh doanh pin mặt trời, đồng thời kỳ vọng mảng này có lãi từ 2023.