Đây là cách NASA đang nâng cấp hệ thống điện cũ kỹ của Trạm Vũ trụ Quốc tế

Trong vài tuần tới, các phi hành gia trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) sẽ thực hiện một loạt ba chuyến đi bộ ngoài không gian. Đây là một phần trong kế hoạch dài hạn nhằm nâng cấp hệ thống điện đã cũ kỹ của trạm vũ trụ này.

ISS sử dụng các tấm năng lượng mặt trời lớn để thu năng lượng từ Mặt trời và chuyển nó thành điện năng để có thể sử dụng. Năng lượng được dùng cho mọi hoạt động trên trạm, từ hỗ trợ sự sống và điều khiển nhiệt độ đến liên lạc với Trái đất và cả hệ thống đẩy để cho phép trạm tránh các mảnh vỡ không gian.

Hệ thống điện của của ISS bao gồm tám mảng pin năng lượng mặt trời trải rộng ra bên ngoài khu vực nhà ga chính như những đôi cánh. Lâu nay, chúng vẫn có thể đáp ứng nhu cầu điện năng của ISS bằng cách tạo ra trung bình từ 84 đến 120 kilowatt điện. Tuy nhiên, một số mảng pin đã có tuổi đời hơn 20 năm và được thiết kế ban đầu cho vòng đời sử dụng chỉ 15 năm, nên đã có dấu hiệu xuống cấp.

Điều đó không có nghĩa là các mảng pin cũ sẽ đột ngột bị ngắt hoặc ngừng hoạt động - mặc dù trạm đã gặp sự cố về điện trong quá khứ - nhưng nó có nghĩa là chúng đang dần trở nên kém hiệu quả hơn theo thời gian. Và với số lượng lớn các thí nghiệm khoa học ngày càng phức tạp được thực hiện trên trạm, các yêu cầu về điện năng cũng đang tăng lên.

Anthony Vareha, người sẽ phụ trách chuyến đi bộ ngoài không gian đầu tiên vào ngày 15/11 tới, giải thích: “Một số chuỗi tạo ra năng lượng trên các mảng pin đó đã rơi vào trạng thái ngoại tuyến. Tuy nhiên, đó là điều đã được dự báo từ kế hoạch xây dựng năng lượng ban đầu”.

Để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao hơn, ISS đã liên tục nâng cấp hệ thống điện của mình, bao gồm cả việc thay thế mảng pin trong các chuyến đi bộ không gian trước đó. Tuy nhiên bây giờ, các mảng pin mới cần được thêm vào, và đó là mục tiêu chính của loạt các chuyến du hành vũ trụ sắp tới.

Các nâng cấp cho hệ thống nguồn bao gồm việc thêm sáu mảng pin mới, thứ sẽ nằm trước các mảng pin cũ, và cho phép lấy điện từ cả hai. Với chiều dài 18 mét và chiều rộng 6 mét, các mảng mới, được gọi là Mảng năng lượng mặt trời ISS Roll-Out, hoặc viết tắt là iROSA, sẽ nhỏ hơn các mảng cũ, dài 34 mét và rộng 11,8 mét. Tuy nhiên, sự phát triển trong công nghệ bảng điều khiển năng lượng mặt trời có nghĩa là các mảng mới có thể tạo ra lượng điện tương đương với các mảng ban đầu.

Tuy nhiên, đây sẽ không phải là một quá trình đơn giản. Trước khi một mảng iROSA có thể được thêm vào, nó cần có cấu trúc hỗ trợ, được lắp ở bên ngoài trạm. Vareha mô tả quy trình gồm hai phần, đầu tiên là lắp đặt giàn giáo và sau đó lắp đặt một mảng. Hiện tại, ISS có hai trong số các mảng iROSA mới đã được cài đặt. Giàn giáo đã sẵn sàng cho hai mảng nữa và giàn giáo cho hai mảng cuối sẽ sớm được lắp đặt, bắt đầu với chuyến đi bộ ngoài không gian sắp tới vào ngày 15/11. Đây sẽ là chuyến đi bộ ngoài không gian đầu tiên của hai phi hành gia NASA là Josh Cassada và Frank Rubio.

Hai chuyến đi bộ không gian sau đó được lên lịch dự kiến vào ngày 28/11 và ngày 1/12, với nhiệm vụ lắp đặt thêm hai mảng vào giàn giáo hiện có. Mục đích cuối cùng là cả sáu mảng được lắp đặt và đi vào hoạt động vào giữa năm sau.

Chris Mundy, sĩ quan điều hành hoạt động vũ trụ, cho biết các mảng mới sẽ được xếp lại trên một tàu vận tải trong sứ mệnh tiếp tế SpaceX CRS-26, sẽ được phóng vào ngày 18/11. Sau đó, các mảng sẽ cần được cài đặt, tích hợp vào hệ thống điện và triển khai. Việc triển khai liên quan đến quá trình bung các mảng ra với quãng thời gian mất từ 6 đến 10 phút.

Để tích hợp với hệ thống điện, các phi hành gia cần lắp cáp để liên kết cả mảng cũ và mới với hệ thống điện. Mundy nói: “Sau khi chúng được kết nối đầy đủ, chúng tôi sẽ có thể định tuyến nguồn điện từ mảng kế thừa và mảng iROSA mới vào hệ thống điện ISS."

NASA cho biết những mảng mới này đang được thử nghiệm để sử dụng trong các sứ mệnh tương lai như chương trình Mặt trăng Artemis, cũng như giúp trạm vũ trụ tiếp tục hoạt động. Đối với trạm vũ trụ ISS, tương lai của nó vẫn chưa rõ ràng. Trong khi NASA tuyên bố vào cuối năm ngoái rằng họ dự định tiếp tục vận hành ISS đến năm 2030, thì Nga, một đối tác lớn khác, đã nhiều lần đe dọa rút lại việc hợp tác , khiến ISS rơi vào tình thế mong manh ngay cả khi nó được nâng cấp một cách mạnh mẽ.

“Mỗi mảng mới sẽ mang lại sức mạnh mới,” Fiona Turett, giám đốc chuyến bay của NASA cho biết. “ISS tiếp tục phát triển và chúng tôi có nhiều nghiên cứu khoa học hơn và nhiều hệ thống trực tuyến hơn. Nguồn điện bổ sung này sẽ đảm bảo chúng tôi có thể vận hành ISS ở mức tối đa trong những năm tới”.

Tham khảo NASA, TheVerge