Mặt Trăng nhân tạo - tham vọng thắp sáng Trái Đất không cần đèn

Ánh trăng từ thuở xa xưa đã mang màu sắc huyền bí với vô số truyền thuyết, truyện kể được thêu dệt ở mọi nền văn hóa. Khởi nguồn của các truyền thuyết này đa phần dựa trên sự thật rằng ánh sáng phản chiếu từ bề mặt Mặt Trăng xuống Trái Đất tạo nên ánh bạc kì lạ.

Dự án thành phố tương lai Neom của Saudi Arabia được giới thiệu sẽ bao gồm một Mặt Trăng nhân tạo. Hiện chưa rõ chi tiết quốc gia Trung Đông này sẽ triển khai công nghệ trên ra sao, song theo chính quyền nước này, Neom sẽ được hoàn thành vào năm 2025.

Nhưng trước đó, cái tên khiến công chúng quan tâm đến loại công nghệ này chính là Trung Quốc. Tháng 10/2018, Wu Chunfeng, chủ tịch nhà thầu xây dựng tư nhân mang tên Viện nghiên cứu Khoa học Hàng không và Hệ thống Công nghệ Vi điện tử Thành Đô (Casc) sẽ phóng Mặt Trăng nhân tạo nhằm thay thế đèn đường.

Mặt Trăng nhân tạo là công nghệ mà một số quốc gia đang theo đuổi. Ảnh:Yahoo.

Tốn chi phí hơn cả đèn truyền thống

Mặt Trăng nhân tạo của Trung Quốc thực tế là nhóm các vệ tinh mang những tấm gương không gian rộng lớn, có thể phản chiếu ánh sáng Mặt Trời. Nhóm vệ tinh sẽ bay trong quỹ đạo xác định quanh một thành phố nào đó, cung cấp ánh sáng vào ban đêm thay thế cho các đèn điện truyền thống.

Một vệ tinh cách mặt đất khoảng 480 km sẽ đủ thắp sáng diện tích khoảng 51 km2, tương đương một thành phố. Nhiều cải tiến mới hứa hẹn công nghệ này sẽ thắp sáng hơn 10.000 km2.

Tuy nhiên, đó chỉ là theo ước lượng lý thuyết của các nhà khoa học Trung Quốc. Tiến sĩ Wu cho biết vệ tinh đầu tiên phóng vào năm 2020 và thêm 3 chiếc tương tự vào 2022. Chi tiết đặc tính kĩ thuật cũng như nguồn vốn dự án đến từ đâu vẫn còn là bí ẩn.

Mặt Trăng nhân tạo nghe có vẻ rất tiềm năng, nhưng theo các chuyên gia vệ tinh, thực tế lại nhiều trở ngại. Chuyên gia Ryan Russell thuộc Đại học Texas (Mỹ) cho rằng các vệ tinh này sẽ không thể phản chiếu bất kì ánh sáng nào xuống mặt đất.

Vấn đề lớn nhất của các vệ tinh này là chúng cần bay đủ gần mặt đất để phản chiếu ánh sáng. Song ở cao độ thấp như vậy, chúng không thể đứng yên một chỗ mãi.

Có cần thiết thắp sáng vào ban đêm, khi người dân đô thì ngày nay có xu hướng lo sợ ô nhiễm ánh sáng nhiều hơn là màn đêm đen? Ảnh:Syfy Wire.

Các vệ tinh địa tĩnh vốn có vị trí cố định so với Trái Đất. Tuy vậy, để có thể “tĩnh”, chúng phải ở khoảng cách ít nhất 35.000 km. Ở khoảng cách đó, việc phản xạ ánh sáng xuống Trái Đất gần như vô vọng. Với con số 480 km, vệ tinh sẽ bay quanh Trái Đất với vận tốc vài nghìn km mỗi giờ, như thế chỉ phản xạ ánh sáng chừng một phần giây cho mỗi địa điểm.

Đương nhiên, bài toán nào cũng có lời giải, người ta có thể giữ các vệ tinh ở yên một chỗ trong khoảng cách 480 km, nhưng sẽ ngốn rất nhiều nhiên liệu. Chi phí nhiên liệu này chắc chắn sẽ lớn hơn cả tiền điện duy trì đèn trong thành phố.

Đó là còn chưa kể chi phí phóng tàu tiếp nhiên liệu cho vệ tinh sẽ vượt xa mức tiêu thụ điện của thành phố bên dưới.

Mặt Trăng nhân tạo có cần thiết?

Thậm chí, còn có những thắc mắc liệu chúng ta có thực sự muốn thắp sáng toàn thành phố về đêm hay không. Một số thành phố trên thế giới như Hong Kong đang cố gắng giảm bớt ô nhiễm ánh sáng, làm cho màn đêm tối hơn.

Ánh sáng ban đêm dư thừa làm gián đoạn hoạt động của động vật sống về đêm, ngăn chặn ánh sáng tự nhiên từ các ngôi sao và ảnh hưởng đến nhịp sinh học, sức khỏe con người.

Giải pháp cho vấn đề ánh sáng đô thị đôi khi không phải bật nhiều đèn hơn, mà là tắt bớt đèn đi.

Việc thắp sáng toàn bộ thành phố từ bên trên bằng vệ tinh lại phức tạp hơn chỉ chiếu sáng một số khu vực nhất định cần chiếu sáng, như đường phố lúc có các phương tiện đang lưu thông.

Ngoài ra, các giải pháp nhằm tiết kiệm chi phí thắp sáng bằng cách “thông minh hóa” hệ thống cảm biến, nhận diện con người, các hệ thống kiểm soát chiếu sáng dùng năng lượng dự trữ từ buổi sáng… có thể sẽ tối ưu hơn nhiều so với việc duy trì một Mặt Trăng nhân tạo trên trời.

Đĩa vệ tinh Znamya được phóng vào năm 1994. Ảnh:Astronomy.

Trên thực tế, nhà khoa học người Nga Vladimir Syromyatnikov đã triển khai ý tưởng Mặt Trăng nhân tạo vào năm 1994. Kết quả tạo ra các vệ tinh cấu thành từ những tấm nhôm mỏng đường kính 20 m được phóng từ trạm không gian Mir đã phản chiếu xuống Trái Đất như một ngôi sao.

Tuy vậy, dự án cũng gặp phải các vấn đề về quỹ đạo vệ tinh, dù phương án triển khai hàng nghìn đĩa phản quang như thế sẽ giúp ánh sáng phản xạ xuống Trái Đất được ổn định.

Cuối cùng, người ta đã từ bỏ tham vọng chế tạo Mặt Trăng nhân tạo vì vệ tinh phóng các đĩa phản quang đường kính 200 m bị trục trặc trong việc bung các đĩa này ra.

Ngày nay, thực tế cho thấy người dân đô thị lo lắng về ô nhiễm ánh sáng hơn là không đủ ánh sáng. Các tiến bộ khoa học kỹ thuật đã cho phép ánh đèn LED và thiết bị thông minh trở thành giải pháp khả thi cho vấn đề tiết kiệm điện. Do đó, việc chế tạo "Mặt Trăng" không phải không thể, nhưng lại trở nên không thực tế.