Năm 2017, một bước tiến mang tính cách mạng đối với ngành vũ trụ đã được thực hiện tại Kolkata, Ấn Độ. Một công ty địa phương đã ra mắt xe buýt chạy bằng nhiên liệu khí sinh học, cung cấp giải pháp vận chuyển thay thế tiết kiệm và thân thiện với môi trường.
Cách tiếp cận sáng tạo này sau đó đã được áp dụng ở Indore, Ấn Độ, nơi những chiếc xe buýt tương tự bắt đầu hoạt động. Giờ đây, giải pháp năng lượng bền vững này đang tạo ra bước nhảy vọt cho tên lửa khi một công ty khởi nghiệp Nhật Bản tiên phong sử dụng giải pháp này để cung cấp năng lượng cho động cơ tên lửa.
Khí sinh học có nguồn gốc từ phân bò đã được sử dụng làm nhiên liệu trên khắp thế giới, bao gồm cả chạy xe buýt ở thành phố Indore của Ấn Độ, thay vì các nguồn thông thường gây ô nhiễm hơn. Nó giúp giảm thiểu dấu chân môi trường khổng lồ của nông nghiệp, mà Greenpeace cho rằng chịu trách nhiệm cho 14% lượng khí thải nhà kính trên toàn thế giới. Đốt khí sinh học cũng thải ra khí nhà kính, nhưng nó có thể phân hủy một cách tự nhiên, trong khi chất thải từ động vật trang trại gây ô nhiễm đường thủy và đất.
Interstellar Technologies (SNS Inc., hay IST, là một công ty hàng không vũ trụ tư nhân của Nhật Bản được thành lập với mục đích chế tạo phương tiện phóng cho các vệ tinh nhỏ nặng dưới 100 kg) gần đây đã thử nghiệm một nguyên mẫu động cơ tên lửa hoạt động bằng nhiên liệu hoàn toàn lấy từ chất thải rắn của bò.
Cuộc thử nghiệm được tiến hành ở Taiki, một thị trấn nông thôn ở miền bắc Nhật Bản, đã thành công và động cơ phát ra ngọn lửa màu xanh cam trong khoảng 10 giây. Nhiên liệu, được gọi là methane sinh học lỏng, được sản xuất hoàn toàn từ khí chiết xuất từ phân bò lấy từ hai trang trại bò sữa địa phương.
Giám đốc điều hành của Interstellar Technologies Takahiro Inagawa tin rằng phương pháp sản xuất nhiên liệu này thân thiện với môi trường, tiết kiệm chi phí và hiệu suất cao.
Inagawa cho biết: "Chúng tôi đang làm điều này không chỉ vì nó tốt cho môi trường mà còn vì nó có thể được sản xuất tại địa phương, rất tiết kiệm chi phí và là loại nhiên liệu có hiệu suất cao và độ tinh khiết cao".
Thí nghiệm cho thấy động cơ phun ra ngọn lửa màu xanh và cam dài 10-15 mét theo chiều ngang ra khỏi cửa nhà chứa tên lửa trong khoảng 10 giây ở thị trấn vùng nông thôn phía bắc Taiki. Khí metan sinh học của Air Water đã được các nhà máy sản xuất sữa địa phương và các nhà máy khác sử dụng để sưởi ấm các ngôi nhà ở địa phương cũng như chạy xe tải và tàu thủy như các chương trình thí điểm.
Interstellar Technologies hợp tác với Air Water, một nhà sản xuất khí công nghiệp, để phát triển loại nhiên liệu này. Họ làm việc với nông dân địa phương, những người có thiết bị cần thiết để xử lý phân bò thành khí sinh học, sau đó Air Water thu thập và chuyển đổi thành nhiên liệu tên lửa. Bằng cách này, sáng kiến độc đáo này sẽ thúc đẩy công nghệ vũ trụ và hỗ trợ nông nghiệp địa phương, tạo ra mối quan hệ cộng sinh giữa hai lĩnh vực.
Một trong những người đóng góp quan trọng tại địa phương cho dự án này là Eiji Mizushita, một nông dân 58 tuổi, người nuôi khoảng 900 con bò sữa và tạo ra hơn 40 tấn phân mỗi ngày. Trang trại của ông có một hệ thống công nghiệp để tự động thu gom chất thải, lên men và biến nó thành khí sinh học, phân bón và vật liệu tái chế làm chất độn chuồng cho gia súc. Thông qua sáng kiến này, Mizushita và những người khác đang biến chất thải nông nghiệp của họ thành giải pháp năng lượng bền vững một cách hiệu quả.
Interstellar, hãng hy vọng có thể đưa vệ tinh vào không gian bằng cách sử dụng nhiên liệu, đã hợp tác với công ty sản xuất khí công nghiệp Air Water. Tomohiro Nishikawa, kỹ sư tại Air Water cho biết, Nhật Bản nghèo tài nguyên "phải đảm bảo nguồn năng lượng trung hòa carbon được sản xuất trong nước ngay bây giờ".
Việc bán khí sinh học giúp tăng thu nhập của Mizushita thêm khoảng 1%, nhưng ông cho rằng nỗ lực này là xứng đáng. Ông cho biết: "Tôi rất vui khi nghĩ rằng chất thải bò của chúng tôi có thể được sử dụng để làm cho nó bay được".
"Chúng ta cần xử lý và sử dụng phân đúng cách. Tôi cũng nghĩ rằng chính phủ và xã hội nên có cái nhìn nghiêm túc hơn về tầm quan trọng của năng lượng tái tạo tự nhiên và khuyến khích sản xuất năng lượng này".
Bước đột phá này có ý nghĩa quan trọng đối với chương trình không gian JAXA của Nhật Bản. Cơ quan vũ trụ gần đây đã phải đối mặt với một số thách thức, với những rủi ro sau khi phóng tên lửa H3 thế hệ tiếp theo vào tháng 3 và tên lửa nhiên liệu rắn Epsilon vào tháng 10 năm ngoái.
Vào tháng 7, cuộc thử nghiệm tên lửa Epsilon S, phiên bản cải tiến của Epsilon, đã kết thúc bằng một vụ nổ 50 giây sau khi đánh lửa..
Cuộc thử nghiệm thành công động cơ tên lửa chạy bằng phân bò mở ra một chương mới đầy hứa hẹn, mang đến giải pháp tiềm năng cho cả JAXA và năng lượng toàn cầu.
Tham khảo: Zmescience; Phys