Vụ rơi của Solar Impulse 2 - chiếc máy bay từng bay vòng quanh thế giới bằng năng lượng mặt trời - khiến nhiều người một lần nữa nhớ tới giấc mơ của nhân loại về “chiếc máy bay hoàn hảo" có thể bay liên tục mà không cần nhiên liệu hóa thạch.
Theo thông tin từ AeroTime, vụ rơi của chiếc Solar Impulse 2 xuống vùng biển ngoài khơi bang Mississippi (Mỹ) đầu tháng 5/2026 không gây thương vong do máy bay đang hoạt động ở chế độ tự động. Dù vậy, sự cố vẫn gây tiếc nuối lớn với cộng đồng công nghệ hàng không xanh bởi đây là chiếc máy bay từng đi vào lịch sử với chuyến bay vòng quanh thế giới hoàn toàn bằng năng lượng mặt trời.
Đối với nhiều người yêu hàng không xanh, Solar Impulse 2 không chỉ là một chiếc máy bay thử nghiệm mà là biểu tượng cho khát vọng chinh phục bầu trời bằng năng lượng sạch. Và mẫu máy bay này cũng là bước tiến đáng kể nhất trong trong hành trình kéo dài hàng chục năm của nhân loại nhằm tìm kiếm phương thức bay phát thải thấp hơn.
Lịch sử công nghệ có thể viết lại ngành hàng không
Ý tưởng chế tạo máy bay sử dụng năng lượng mặt trời xuất hiện gần như song song với sự phát triển của công nghệ pin quang điện hiện đại. Khi con người bắt đầu tìm ra cách biến ánh sáng mặt trời thành điện năng, nhiều kỹ sư hàng không đã nghĩ tới khả năng dùng nguồn điện này để vận hành động cơ máy bay. Tuy nhiên, vào thời điểm đó, hiệu suất pin mặt trời còn rất thấp nên ý tưởng này chủ yếu mang tính thử nghiệm.
Sau cuộc khủng hoảng dầu mỏ thập niên 1970, giới nghiên cứu bắt đầu quan tâm mạnh hơn tới các nguồn năng lượng thay thế. Trong ngành hàng không, các nhà khoa học bắt đầu thử nghiệm những chiếc máy bay cực nhẹ có thể bay bằng điện tạo ra từ pin mặt trời. Đây là giai đoạn xuất hiện những nguyên mẫu đầu tiên sử dụng pin mặt trời để tạo điện cho động cơ.
Một trong những cột mốc quan trọng nhất là dự án Solar Challenger của Mỹ. Theo Smithsonian Institution, năm 1981, chiếc máy bay này đã thực hiện chuyến bay dài khoảng 260 km qua eo biển Manche chỉ bằng năng lượng mặt trời. Dù tốc độ và khả năng tải trọng rất hạn chế, Solar Challenger chứng minh rằng ánh sáng mặt trời hoàn toàn có thể duy trì một chuyến bay có điều khiển.
Trong các thập niên tiếp theo, nhiều dự án khác tiếp tục ra đời, chủ yếu phục vụ mục đích nghiên cứu khoa học và thử nghiệm công nghệ. NASA từng phát triển các mẫu máy bay như Pathfinder hay Helios với mục tiêu tạo ra phương tiện bay có thể hoạt động lâu dài ở tầng bình lưu. Những chiếc máy bay này được thiết kế cực nhẹ, có sải cánh rất lớn và phủ kín pin mặt trời. Mục tiêu không phải chở khách mà là hoạt động như “vệ tinh giả”, phục vụ quan sát khí tượng, truyền tín hiệu viễn thông hoặc giám sát môi trường.
Dẫu vậy, phải tới khi dự án Solar Impulse xuất hiện, khái niệm “máy bay năng lượng mặt trời” mới thực sự thu hút sự chú ý của công chúng toàn cầu. Dự án Solar Impulse được công bố năm 2003 bởi nhà thám hiểm người Thụy Sĩ Bertrand Piccard và kỹ sư André Borschberg. Cả hai muốn tạo ra một chiếc máy bay có thể bay ngày đêm mà không tiêu thụ nhiên liệu hóa thạch. Mục tiêu của họ không phải cạnh tranh với máy bay thương mại mà chứng minh công nghệ sạch có thể làm được những điều tưởng như bất khả thi.
Nguyên mẫu đầu tiên Solar Impulse 1 thực hiện chuyến bay năm 2009. Sau nhiều năm cải tiến, Solar Impulse 2 ra mắt vào năm 2014 với cấu hình mạnh hơn và hệ thống pin tối ưu hơn. Solar Impulse 2 có sải cánh khoảng 72m, tương đương Boeing 747 nhưng khối lượng chỉ hơn 2 tấn. Điều này có được nhờ việc sử dụng vật liệu composite sợi carbon cực nhẹ.
Trên thân và cánh máy bay được gắn khoảng 17.000 tế bào quang điện để hấp thụ ánh sáng mặt trời và chuyển hóa thành điện năng cho bốn động cơ điện. Ban ngày, hệ thống pin mặt trời vừa cung cấp năng lượng cho máy bay vừa sạc pin lithium-ion. Ban đêm, máy bay sử dụng nguồn điện tích trữ để tiếp tục hành trình.
Tháng 3/2015, Solar Impulse 2 khởi hành từ Abu Dhabi cho chuyến bay vòng quanh thế giới kéo dài hơn một năm. Máy bay đi qua nhiều điểm dừng tại châu Á, châu Âu và Bắc Mỹ trước khi quay lại UAE vào tháng 7/2016. Tổng quãng đường mà chiếc máy bay thực hiện lên tới khoảng 43.000 km. Thành công này biến Solar Impulse 2 thành biểu tượng của hàng không xanh toàn cầu. Nó chứng minh rằng các chuyến bay đường dài bằng năng lượng tái tạo không còn là ý tưởng viển vông.
Sau đó, Solar Impulse 2 được bán cho Skydweller Aero. Chủ sở hữu mới này muốn cải tiến chiếc máy bay thành nền tảng không người lái phục vụ giám sát và tuần tra tầm xa. Những thử nghiệm tự động trong các năm gần đây cho thấy tiềm năng lớn của loại máy bay có thể hoạt động liên tục nhiều ngày trên không mà không cần tiếp nhiên liệu. Tuy nhiên, vụ tai nạn đầu tháng 5/2026 cũng nhắc lại thực tế rằng công nghệ này vẫn còn rất mong manh.
Những rào cản chưa thể vượt qua
Theo nhiều chuyên gia hàng không được Reuters và IEEE Spectrum dẫn lời trong các bài phân tích về máy bay điện, rào cản lớn nhất với máy bay năng lượng mặt trời hiện nay vẫn là công nghệ pin. Dù pin lithium-ion đã có nhiều bước tiến trong hơn một thập kỷ qua, khả năng lưu trữ năng lượng của chúng vẫn thấp hơn rất nhiều so với nhiên liệu phản lực truyền thống. Điều này tạo ra một mâu thuẫn không dễ hóa giải: Máy bay muốn chở nặng đi xa thì cần có nhiều pin để có nhiều năng lượng nhưng càng mang nhiều pin thì trọng lượng càng tăng, hạn chế khả năng chở hàng.
Theo các chuyên gia của NASA, đây là lý do phần lớn máy bay năng lượng mặt trời hiện nay đều có thiết kế cực nhẹ, thân mảnh và tải trọng rất thấp. Solar Impulse 2 là ví dụ điển hình khi có sải cánh tương đương Boeing 747 nhưng chỉ đủ chỗ cho một phi công. Điều này cho thấy công nghệ hiện nay vẫn còn rất xa mới có thể tạo ra một chiếc máy bay năng lượng mặt trời chở hàng trăm hành khách như các dòng máy bay thương mại.
Không chỉ giới hạn về tải trọng, công nghệ pin còn khiến hiệu suất khai thác của loại máy bay này gặp nhiều hạn chế. Các máy bay năng lượng mặt trời thường có tốc độ thấp hơn đáng kể so với máy bay phản lực hiện đại. Nhiều chuyến bay thử nghiệm phải kéo dài nhiều ngày chỉ để hoàn thành quãng đường mà máy bay thương mại thông thường có thể thực hiện trong vài giờ.
Bên cạnh công nghệ pin, sự phụ thuộc vào thời tiết cũng là một trở ngại rất lớn. Máy bay năng lượng mặt trời cần ánh nắng để tạo điện và sạc pin, đồng nghĩa hiệu quả hoạt động sẽ bị ảnh hưởng mạnh khi gặp mây dày, mưa bão hoặc thời gian chiếu sáng ngắn. Đến nay chưa có công nghệ nào giúp máy bay năng lượng mặt trời “thoát” khỏi sự phụ thuộc vào điều kiện tự nhiên. Với ngành hàng không thương mại, đây là rào cản gần như mang tính sống còn. Một hãng hàng không không thể trì hoãn lịch bay chỉ vì thiếu nắng hoặc điều kiện ánh sáng không phù hợp.
Ngoài các vấn đề công nghệ, máy bay năng lượng mặt trời còn gặp khó khăn lớn về tài chính. Theo Aviation Week, không nhiều doanh nghiệp hoặc quỹ đầu tư sẵn sàng chi hàng trăm triệu USD cho một công nghệ chưa có khả năng thương mại rõ ràng. Điều đó khiến các dự án thường phụ thuộc vào nguồn tài trợ từ các quỹ môi trường, các tổ chức thúc đẩy công nghệ xanh hoặc những cá nhân có tham vọng tạo dấu ấn công nghệ.
Giấc mơ không viển vông và chưa kết thúc
Dù chưa thể tạo ra máy bay mặt trời chở khách nhưng các công nghệ phát triển từ các dự án này đang mở ra nhiều ứng dụng quan trọng. Một trong những lĩnh vực giàu tiềm năng nhất là máy bay tầng bình lưu hoạt động dài ngày. Những phương tiện này có thể bay ở độ cao rất lớn trong nhiều tuần hoặc nhiều tháng liên tục nhờ năng lượng mặt trời, đóng vai trò như vệ tinh chi phí thấp.
Airbus hiện phát triển dự án Zephyr - máy bay không người lái sử dụng năng lượng mặt trời từng lập nhiều kỷ lục về thời gian bay liên tục. Loại máy bay này được kỳ vọng phục vụ quan sát môi trường, truyền tín hiệu viễn thông và giám sát an ninh. Trong khi đó, Skydweller Aero cũng theo đuổi mục tiêu phát triển máy bay tuần tra biển hoạt động gần như không giới hạn thời gian.
Một dự án đáng chú ý khác là SolarStratos của kỹ sư người Thụy Sĩ Raphaël Domjan. Theo E-Tech và SolarStratos, dự án này hướng tới việc đưa máy bay năng lượng mặt trời bay lên tầng bình lưu ở độ cao trên 10.000 m. Mục tiêu không chỉ là lập kỷ lục hàng không mà còn chứng minh rằng năng lượng tái tạo có thể hỗ trợ các chuyến bay trong môi trường khắc nghiệt.
Bản thân Bertrand Piccard cũng chưa từ bỏ tham vọng hàng không xanh. Theo thông tin từ dự án Climate Impulse công bố năm 2024, ông đang cùng kỹ sư Raphaël Dinelli phát triển máy bay sử dụng hydro hóa lỏng với mục tiêu bay vòng quanh thế giới mà không phát thải carbon. Dự án được xem là bước đi tiếp theo sau Solar Impulse trong hành trình tìm kiếm các công nghệ hàng không sạch.
Việc chuyển sang hydro phản ánh xu hướng mới của ngành hàng không. Nhiều chuyên gia tin rằng tương lai của hàng không phát thải thấp có thể là sự kết hợp giữa nhiều công nghệ khác nhau: nhiên liệu hàng không bền vững (SAF), điện, hydro và năng lượng mặt trời. Trong bức tranh đó, máy bay năng lượng mặt trời có thể không trở thành phương tiện chở khách đại trà, nhưng vẫn giữ vai trò rất quan trọng.
Các dự án như Solar Impulse đã thúc đẩy sự phát triển của pin nhẹ hơn, động cơ điện hiệu suất cao hơn, vật liệu composite tiên tiến hơn và hệ thống quản lý năng lượng thông minh hơn. Những công nghệ này hiện đang được ứng dụng rộng rãi trong nhiều chương trình hàng không điện khác.
Trong lịch sử, nhiều công nghệ từng bị coi là phi thực tế trước khi trở thành tiêu chuẩn. Chuyến bay đầu tiên của anh em Wright chỉ kéo dài vài chục giây. Máy bay phản lực thời kỳ đầu cũng từng bị nghi ngờ về khả năng thương mại. Máy bay năng lượng mặt trời hôm nay có thể vẫn còn chậm chạp, mong manh và đắt đỏ nhưng những gì Solar Impulse đạt được cho thấy giấc mơ bay bằng năng lượng sạch không còn là chuyện khoa học viễn tưởng. Tai nạn của Solar Impulse 2 vì thế có thể là cái kết buồn cho một chiếc máy bay biểu tượng, nhưng chưa phải dấu chấm hết cho tham vọng tạo ra nền hàng không phát thải thấp của nhân loại.
