|
Thang máy lên trời
Bắc thang lên gặp ông trời, đó là một ý tưởng nghiêm túc mà hàng trăm nhà khoa học ở Mỹ, châu Âu, và Nhật Bản đang tập trung nghiên cứu
|
|
|
Mô hình thang máy vũ trụ do các nhà khoa học Mỹ thiết kế. Ảnh: TL
|
Trong khi Trung Quốc đang hể hả với những thành công mới trong việc chế tạo tàu vũ trụ, công cuộc chinh phục không gian của thế giới đang bước vào một thời kỳ mới khi các nhà khoa học Nhật Bản hợp tác với các nhà khoa học ở Mỹ và châu Âu để chế tạo thang máy vũ trụ.
Cuộc chơi của các đại gia
Theo thiết kế cơ bản của các nhà khoa học Mỹ, thang máy vũ trụ là một hệ thống với khoang chở vận hành lên xuống trên một hệ thống cáp nối giữa trạm mặt đất với một trạm vệ tinh địa tĩnh. Chiều cao của thang máy khổng lồ này là khoảng 35.000km.
Tháng 11 tới, Nhật Bản sẽ tổ chức một hội nghị bàn về việc triển khai ý tưởng thang máy vũ trụ với sự tham gia của các kỹ sư và các nhà khoa học của châu Á, châu Âu và châu Mỹ. Vừa được thành lập vào đầu tháng 10 vừa qua, hội Thang máy vũ trụ Nhật Bản (JSEA) cho biết đã lên kế hoạch chi 9 tỉ USD cho các hoạt động nghiên cứu chế tạo thang máy vũ trụ. 100 nhà khoa học của JSEA đang phối hợp với tổ chức Spaceward của Mỹ và một tổ chức khoa học không gian châu Âu đóng tại Luxembourg để hoàn tất thiết kế cơ bản cho thang máy vũ trụ.
Tuyên bố của JSEA gây chú ý cho giới nghiên cứu không gian toàn thế giới, bởi ngay tại Mỹ, quốc gia hàng đầu về các công nghệ không gian, quốc hội cũng mới chỉ dám thông qua khoản chi 2,5 triệu USD cho các nghiên cứu chế tạo thang máy vũ trụ. Ngay đến NASA, mặc dù rất quan tâm đến việc xây dựng hệ thống thang máy này, nhưng đến năm 2007 cũng chỉ mới bắt đầu “treo giải” 4 triệu USD cho nhóm nghiên cứu nào đưa ra được các giải pháp tiền đề có tính khả thi cao giúp chế tạo thang máy vũ trụ. Đến nay, chưa nhóm nghiên cứu nào giành được gói tài trợ này.
Từ một ý tưởng của… thế kỷ 19
Nhà khoa học Nga Konstantin Tsiolkovsky đưa ra khái niệm đầu tiên về thang máy vũ trụ vào năm 1895. Đó là một toà tháp cao 35.000km dùng để “thả” các vật thể vào không gian mà không cần tên lửa. Năm 1959, nhà khoa học Nga Yuri N. Artsutanov đề xuất một hệ thống cáp nối mặt đất với vệ tinh địa tĩnh. Để có độ căng cần thiết, theo Artsutanov, dây cáp có thiết diện càng lên cao càng tăng.
Công nghệ ống nano carbon được phát triển vào những năm 1990 đã thúc đẩy các nhà khoa học nghiên cứu xây dựng thang máy vũ trụ. Theo đề xuất của nhà khoa học Mỹ Bradley C. Edwards, cáp cho thang máy vũ trụ sẽ được chế tạo từ sợi nano carbon siêu mỏng có khả năng chịu lực cao hơn thép hàng trăm lần. Việc xây dựng thang máy được bắt đầu từ không gian chứ không phải từ mặt đất. Vật liệu cáp được đưa vào vũ trụ bằng tên lửa. Từ vệ tinh địa tĩnh cáp được thả xuống dần cho đến khi chạm mặt đất và được gắn vào bệ đỡ đặt ngoài khơi Thái Bình Dương, trong khu vực thuộc Nam Mỹ, nơi có thời tiết tốt, lặng gió, và ít có các đường bay thương mại. Bệ đỡ này không cố định mà di động để đôi lúc có thể điều chỉnh nhằm tránh va chạm với các vệ tinh. Thiết bị đối trọng sẽ giúp ổn định vị trí của hệ thống cáp và năng lượng cung cấp cho toàn bộ hệ thống thang máy được lấy từ các tấm pin mặt trời gắn ngay trên thân thang máy.
Yếu tố quyết định
Một loại cáp vừa cứng, vừa nhẹ lại có khả năng chịu lực cao và phải có độ đàn hồi tốt là thách thức lớn trong việc nghiên cứu xây dựng thang máy vũ trụ. Theo giáo sư Yoshio Aoki, kiêm giám đốc JSEA, loại ống nano carbon hiện nay đã có khả năng chịu lực cao hơn cáp thép 180 lần, nhưng hệ thống thang máy vũ trụ cần một loại thép có khả năng chịu lực cao hơn gấp bốn lần khả năng chịu lực hiện tại của ống nano carbon. Theo giáo sư Jeff Hoffman của viện Công nghệ Massachusetts, chế tạo được những sợi nano carbon dài đến 30.000km cũng là một thách thức. “Chúng tôi hy vọng rằng sẽ tạo được loại cáp thích hợp vào năm 2020 hay 2030”, giáo sư Tsuchida cho biết. Năm năm qua, độ bền của cáp nano carbon đã được nâng cao hơn 100 lần.
Việc xây dựng thang máy vũ trụ sẽ giúp thúc đẩy các dự án nghiên cứu không gian do việc vận chuyển bằng thang máy sẽ rẻ hơn vận chuyển bằng tên lửa đẩy. Hệ thống này cũng sẽ giúp hiện thực hoá ý tưởng sản xuất hàng hoá trên quỹ đạo trái đất nhằm tận dụng nguồn năng lượng mặt trời
|
