Gần đây, một nhóm nghiên cứu do Giáo sư Ye Tao tại Khoa Kỹ thuật Điện-Cơ dẫn đầu đã phát triển thành công một hệ thống cấp nguồn bằng chip quang điện có mật độ năng lượng và công suất cao, được triển khai trong không gian trên vệ tinh “Xingjiyuan-1” do tên lửa vận chuyển Lijian-1 Y7 phóng lên từ Trung tâm Phóng vệ tinh Jiuquan. Thành tựu này đánh dấu một bước đột phá quan trọng trong công nghệ năng lượng cho tàu vũ trụ và cung cấp sự hỗ trợ thiết yếu cho các ứng dụng vệ tinh thế hệ tiếp theo.

Vệ tinh “Xingjiyuan-1” đóng vai trò là nền tảng quan sát Trái Đất đa chức năng thế hệ mới, được trang bị hệ thống cấp điện bằng chip quang điện tiên tiến, mô-đun nhận thức tình hình không gian và các thiết bị cảm biến viễn thám đa phổ. Nhiệm vụ của vệ tinh là cung cấp hỗ trợ viễn thám cho nhiều lĩnh vực khác nhau như quản lý lưới điện, an ninh biên giới, giám sát môi trường, nông nghiệp thông minh và lâm nghiệp. Dữ liệu truyền về hiện tại xác nhận rằng tất cả các mô-đun trên tàu đều đang hoạt động trơn tru và đáp ứng đầy đủ các yêu cầu kỹ thuật thiết kế.

Trong quá trình phát triển hệ thống, nhóm nghiên cứu đã giải quyết những thách thức tồn tại từ lâu trong các hệ thống quang điện trên tàu vũ trụ truyền thống, bao gồm mức độ tích hợp thấp, trọng lượng nặng, mật độ năng lượng và công suất thấp, cùng khả năng thông minh hạn chế. Họ đã giới thiệu một kiến trúc kỹ thuật mới với các tính năng: điều chỉnh sạc/xả có tuổi thọ cao, điều khiển khớp nguồn/tải kép hiệu quả cao, tích hợp quản lý thông tin liên lạc và năng lượng, cùng công nghệ tích hợp 3D trên một chip tiên tiến. Cách tiếp cận này đã dẫn đến việc tạo ra thành công một hệ thống chip quang điện tích hợp 3D mật độ cao. So với các giải pháp truyền thống, hệ thống mới này giảm đáng kể trọng lượng của hệ thống con năng lượng trên tàu vũ trụ, nâng cao hiệu suất năng lượng và khắc phục các điểm nghẽn kỹ thuật quan trọng như kết nối 3D dưới micromet ở cấp độ wafer, điều chỉnh điện áp mạch Boost chính xác và tích hợp quang điện trên chip. Hơn nữa, nó đảm bảo nguồn điện ổn định cho các thiết bị chụp ảnh quang học trong quá trình hoạt động trên quỹ đạo.

Được xác nhận bởi cả các tổ chức người dùng lẫn các cơ quan đánh giá độc lập, hệ thống này đã được công nhận là đạt đến mức độ hàng đầu thế giới về mật độ năng lượng, mật độ công suất, tuổi thọ hoạt động và khả năng điều khiển thông minh. Cuộc thử nghiệm thành công trên quỹ đạo không chỉ khẳng định tính khả thi và ưu thế công nghệ của hệ thống mà còn cung cấp nguồn năng lượng đáng tin cậy trong suốt vòng đời cho các tàu vũ trụ quan sát Trái Đất thế hệ mới.

Cột mốc này đánh dấu một bước nhảy vọt đáng kể trong công nghệ điện mặt trời vũ trụ của Trung Quốc. Việc triển khai hệ thống cấp nguồn chip tích hợp 3D mở ra con đường cho các tàu vũ trụ thông minh hơn, có tuổi thọ cao hơn và khả năng mở rộng tốt hơn, đồng thời tạo nền tảng vững chắc cho các nhiệm vụ vệ tinh hiệu suất cao và các ứng dụng công nghiệp trong tương lai.