Chương 7: 6

Chuyện này nói thì dễ, làm mới khó. Trương Thừa Nghị gia nhập nhóm Tây An chưa lâu, tính ra còn chưa đầy nửa năm. Ban đầu hắn phụ trách lập trình trong nhóm dự án Mảng Thiên Nhãn của viện sĩ Hà Dịch Bân. Khi giáo sư Thang Gia Tường sang trao đổi chuyên môn, vừa gặp hắn đã kinh ngạc xem như thiên tài, bèn ra sức mời hắn về nhóm Tây An. Viện sĩ Hà đương nhiên không chịu. Viện sĩ Thang đành phải đưa ra đủ mọi điều kiện ưu đãi, cuối cùng mới "mượn tạm" được Trương Thừa Nghị khi ấy vừa tròn 20 tuổi trong vòng nửa năm, kèm theo lời hứa: một khi cuộc đấu thầu trạm điện mặt trời không gian kết thúc, bất kể kết quả ra sao cũng sẽ trả Trương Thừa Nghị về cho viện sĩ Hà. Đến nhóm Tây An rồi, Trương Thừa Nghị mới lần đầu tiếp xúc sâu với trạm điện mặt trời không gian. Mới đầu hắn cũng ngợp. Hàng đống thuật ngữ xa lạ ập đến đủ khiến người ta choáng váng, may mà hắn đã sớm có một bộ kỹ năng xử lý riêng: bỏ qua từ ngữ — có những từ ngữ sinh ra vốn chỉ để người khác không hiểu — mà đi thẳng vào bản chất bên dưới. Cũng giống như một chương trình máy tính dù phức tạp và mạnh mẽ đến đâu, bản chất cũng chỉ là những chuỗi mã lệnh. Nguyên lý của trạm điện mặt trời không gian quyết định nó được cấu thành từ ba hệ thống con lớn gồm: hệ thống phát điện, hệ thống truyền điện và hệ thống thu nhận. Hệ thống phát điện kết hợp với hệ thống truyền điện tạo thành phần trên không gian của trạm, còn hệ thống thu nhận là phần trên mặt đất. Rõ ràng, hệ thống phát điện với thành phần chủ đạo là các tấm pin quang điện giữ vai trò then chốt. Xét tổng thể, cách bố trí tấm pin quang điện của trạm điện mặt trời không gian có hai dạng: Dạng thứ nhất là kiểu bệ phẳng, chỉ cần trải rộng các tấm pin quang điện ra là được. Thế nhưng tấm pin quang điện mỗi ngày phải xoay 180 độ để đảm bảo hướng về phía Mặt Trời suốt 24 giờ, trong khi ăng-ten vi sóng lại phải liên tục chĩa vào một vị trí cố định trên Trái Đất. Do đó, hệ thống phát điện cần một nguồn động lực bổ sung, đồng thời giữa hệ thống phát điện và ăng-ten vi sóng phải có một thiết bị kết nối phức tạp. Dạng thứ hai là kiểu hội tụ, tấm pin quang điện nằm ở trung tâm trạm, xung quanh bố trí hệ thống hội tụ quang học, giúp tấm pin không cần xoay chuyển mà vẫn đón được ánh nắng suốt 24 giờ. Song khi lắp thêm hệ thống hội tụ, toàn bộ trạm điện mặt trời không gian sẽ trở nên cồng kềnh hơn, phức tạp hơn, chi phí chế tạo cũng đắt đỏ hơn nhiều. Cả hai phương án đều có ưu và nhược điểm riêng. Vấn đề lớn nhất của phương án kiểu bệ phẳng là hiệu suất tổng thể tương đối thấp; so ra thì kiểu hội tụ có hiệu suất cao hơn nhiều. Mặt khác, trạm điện mặt trời không gian kiểu hội tụ phải hoàn thiện toàn bộ mới có thể đưa vào vận hành, còn kiểu bệ phẳng chỉ cần xong giai đoạn xây dựng ban đầu, có vài cụm pin quang điện vào vị trí là đã có thể vừa xây vừa phát điện. Ngoài ra còn có kiểu chuỗi vệ tinh, tức là bố trí một loạt vệ tinh quang điện cỡ nhỏ trên quỹ đạo thấp, đảm bảo mọi thời điểm đều có từ 1 đến 3 vệ tinh bay qua không phận khu vực chỉ định. Thiết kế này có chi phí thấp nhất, độ khó kỹ thuật nhỏ nhất, nhưng đồng thời hiệu suất cũng kém nhất. "Chẳng khác nào một xâu kẹo hồ lô bay qua bầu trời," Trần Bân từng nhận xét như vậy khi nhắc đến phương án này, "chỉ cho anh liếm một cái đúng lúc nó bay qua đỉnh đầu." Hiện tại, các phương án chủ lưu về trạm điện mặt trời không gian trên trường quốc tế không phải kiểu bệ phẳng thì cũng là kiểu hội tụ, chỉ khác nhau nhiều ở các chi tiết thiết kế cụ thể. "Trạm điện mặt trời không gian đa khớp xoay" là một phương án kiểu bệ phẳng, do Phòng thí nghiệm Công nghệ Không gian Tiền Học Sâm thuộc Viện 5 của Tập đoàn Khoa học Kỹ thuật Hàng không Vũ trụ Trung Quốc đề xuất lần đầu vào năm 2015, từng giành giải nhất cuộc thi thiết kế vệ tinh năng lượng mặt trời quốc tế năm đó. Phương án này chia nhỏ toàn bộ mảng pin quang điện thành nhiều mảng phụ độc lập, chuyển từ một khớp xoay dẫn điện duy nhất sang việc mỗi mảng phụ ứng với hai khớp xoay dẫn điện độc lập, giải quyết được nan đề kỹ thuật về khớp xoay dẫn điện công suất cực lớn, đồng thời tránh được nguy cơ hỏng hóc đơn điểm của khớp dẫn điện, tháo gỡ nút thắt lớn nhất kìm hãm thiết kế phương án trạm điện mặt trời không gian. Phương án của Viện Nghiên cứu Khoa học Kỹ thuật Cơ điện thuộc Đại học Điện lực Tây Kinh có tên là "trạm điện mặt trời không gian mảng thu năng lượng màng mỏng hình cầu", một phương án kiểu hội tụ được đề xuất vào năm 2014. Đặc trưng quan trọng nhất của phương án này là tận dụng mặt cầu để hội tụ thu thập năng lượng, với phương thức hội tụ dạng đường. Ánh sáng song song chiếu vào bán cầu sẽ qua phản xạ mặt cầu mà tập trung toàn bộ lên tấm pin quang điện hình trụ đặt ở đáy cầu. Đặc tính vật thể quay cùng phương pháp điều chỉnh mở màng mỏng truyền sáng một chiều hoặc gương hướng nhật giúp trạm điện mặt trời không gian không cần xoay chuyển điều chỉnh quy mô lớn khi vận hành trên quỹ đạo địa tĩnh. "Cho nên, trên đời này chẳng có phương án nào hoàn hảo cả," giáo sư Hồ Học Vĩ từng nói, "Chỉ có thể nói là trong điều kiện kỹ thuật hiện tại, cố gắng phát huy điểm mạnh, né tránh điểm yếu hết mức có thể. Đúng vậy, thiết kế phương án không theo đuổi sự hoàn hảo, cũng chẳng thể nào hoàn hảo. Một dự án phức tạp đến thế, liên quan đến hàng chục vạn linh kiện, lúc nào cũng sẽ có điểm chưa trọn vẹn. Nếu cứ chăm chăm đòi hoàn hảo thì mọi phương án chỉ mãi nằm trên giấy mà thôi." Năm 2018, qua nhiều lần thảo luận, nguyên tắc "đi bằng hai chân, cả hai chân đều phải nhanh" cuối cùng đã được xác lập. Tây An và Trùng Khánh lần lượt lập nhóm nghiên cứu riêng, do hai viện sĩ báu vật quốc gia là Thang Gia Tường và Tô Đình Tín dẫn dắt, bám theo phương án sơ khai của mỗi bên, đổ vào hàng tỷ tệ kinh phí nghiên cứu, chiêu mộ những nhân tài xuất sắc nhất để tiến hành nghiên cứu dài hạn. Hoạt động nghiên cứu mang tính thăm dò và tích lũy công nghệ này rốt cuộc có thể đi đến đâu quả thực rất khó đoán. Một nguyên nhân quan trọng là bên cạnh các vấn đề khó gỡ của bản thân phương án, các yếu tố cản trở việc hoàn thành trạm điện mặt trời không gian còn rất nhiều. Chẳng hạn, thể tích của một trạm điện mặt trời không gian cấp megawatt lớn hơn Thiên Cung 2 gấp nhiều lần, khối lượng tối thiểu phải từ 2000 tấn, thậm chí lên tới 3000 tấn, đòi hỏi hàng trăm lần phóng lên quỹ đạo tầm thấp để lắp ráp rồi mới đưa lên quỹ đạo địa tĩnh cách Trái Đất 36.000 km. Điều này vượt xa năng lực phóng của tên lửa thời điểm đó. Rõ ràng, việc phát triển các phương tiện vận tải quỹ đạo thấp chi phí rẻ, tải trọng lớn và hệ thống đẩy điện liên quỹ đạo hiệu năng cao, cũng như công nghệ sản xuất và lắp ráp quy mô lớn trên quỹ đạo, đều vượt ra ngoài phạm vi nghiên cứu của bản thân trạm điện mặt trời không gian, thuộc về một dự án nghiên cứu khoa học đỉnh cao khác còn thu hút sự chú ý hơn: lĩnh vực hàng không vũ trụ. Tháng Chín năm nay, Hội nghị Quốc tế về Năng lượng Mặt trời Không gian năm 2028 sẽ được tổ chức tại Thượng Hải. Sở dĩ trạm điện mặt trời không gian cấp megawatt của Trung Quốc hiện tại có thể bước vào giai đoạn đấu thầu cuối cùng là nhờ vào tháng Bảy năm ngoái, tức năm 2027, tên lửa đẩy hạng nặng Trường Chinh 9 đã phóng thành công tại Văn Xương, Hải Nam. Đây là mẫu tên lửa lớn nhất do Trung Quốc tự nghiên cứu phát triển, thời điểm đó cả nước đều hân hoan, coi đây là một thắng lợi mang tính giai đoạn của ngành hàng không vũ trụ. Trương Thừa Nghị từng tra cứu tài liệu: Tên lửa đẩy hạng nặng Trường Chinh 9 có lực đẩy cất cánh tối đa 3680 tấn, đưa được tối đa 140 tấn thiết bị không gian lên quỹ đạo thấp. Chỉ cần làm phép tính tiểu học cũng ra: giả sử trạm điện mặt trời không gian nặng 2000 tấn thì Trường Chinh 9 cần phóng 15 lần, trong khi các dòng tên lửa khác phải phóng từ 70 đến 140 lần. Cần biết rằng vào năm 2020, số lần phóng của toàn bộ tên lửa trên thế giới cộng lại, bất kể lực đẩy lớn nhỏ hay thuộc quốc gia nào, cũng chỉ có 114 lần. "Việc chính thức xây dựng trạm điện mặt trời không gian cuối cùng đã có thể đưa vào chương trình nghị sự rồi." Trương Thừa Nghị nhớ rất rõ nét mặt của giáo sư Thang Gia Tường khi nói câu đó — đó là sự xúc động khi tâm nguyện ấp ủ bao năm rốt cuộc cũng sắp thành hiện thực. Thế nhưng, khoảng cách đến thắng lợi vẫn còn rất xa, phương án Tây An và phương án Trùng Khánh vẫn chưa phân định được thắng bại. Với giáo sư Thang, tảng đá đè nặng trong lòng vẫn chưa hề tan biến. Ngoài tên lửa hạng nặng, các yếu tố cản trở việc hoàn thành trạm điện mặt trời không gian còn rất nhiều. Dù là phương án hội tụ của Tây An hay phương án bệ phẳng của Trùng Khánh thì đều tồn tại những nhược điểm như kết cấu tổng thể quá phức tạp, hiệu suất chuyển đổi quá thấp, độ khó xây dựng quá lớn. Vấn đề lớn nhất là chi phí xây dựng quá đắt đỏ. Truyền thông gọi trạm điện mặt trời không gian là "Công trình Tam Hiệp trên không gian", đúng mà cũng không đúng. Nói đúng là vì hai bên có quá nhiều điểm chung; nói không đúng là vì tổng mức đầu tư của công trình Tam Hiệp mới chỉ có 200 tỷ nhân dân tệ, trong khi vốn đầu tư xây dựng một trạm điện mặt trời không gian ước tính vượt quá 1000 tỷ nhân dân tệ, tương đương 5 công trình Tam Hiệp. "Tất nhiên, cũng chính vì vậy mà hướng cải tiến phương án lại cực kỳ đơn giản: tinh gọn kết cấu, nâng cao hiệu suất, hạ thấp chi phí," Thang Gia Tường nói. Còn việc Trương Thừa Nghị cần làm chính là tối ưu hóa phần liên quan đến chương trình trong phương án Tây An. Sau khi nhóm Tây An thành lập, dưới sự dẫn dắt của giáo sư Thang Gia Tường, họ vừa tiến hành hàng nghìn thí nghiệm, vừa dựa vào kết quả thí nghiệm cùng những bước tiến công nghệ để sửa đổi phương án ban đầu không biết bao nhiêu lần. Suốt mười năm ròng, trải qua từng đợt cập nhật, từng đợt nâng cấp, từng đợt cải tiến lặp đi lặp lại, nếu bảo phương án cuối cùng và phương án sơ khai là hai phương án hoàn toàn khác nhau thì cũng chẳng hề quá lời. Nhưng nhóm Trùng Khánh dưới sự dẫn dắt của giáo sư Tô Đình Tín cũng làm đúng những việc như vậy. Xét theo các dữ liệu đã biết, phương án Tây An và phương án Trùng Khánh mỗi bên một vẻ, ngang tài ngang sức. Hươu chết về tay ai, thực sự vẫn là một ẩn số. Giáo sư Thang Gia Tường lại nhìn về phía mọi người, ánh mắt nôn nóng lần lượt lướt qua gương mặt của Hồ Học Vĩ, Trần Bân và Trương Thừa Nghị, hỏi: "Chúng ta phải dùng sách lược thế nào mới có thể đảm bảo thắng lợi cuối cùng?"