Các nhà khoa học thuộc một liên minh quốc tế mang tên ISEC vẽ ra viễn cảnh mang tính cách mạng với nhân loại khi đưa ý tưởng chế tạo thang máy để đi vào vũ trụ.
Ý tưởng độc đáo từ thế kỷ 19
Để đi lên vũ trụ, lâu nay con người chỉ có một cách duy nhất là dùng tên lửa. Nhưng tên lửa khá nguy hiểm, phức tạp và độ tin cậy của chúng cũng chỉ ở mức tương đối. Chưa ai có thể tạo ra một hệ thống tên lửa luôn luôn hoạt động và không gặp sự cố. Chỉ một công tắc bị hư, một ốc vít bị lỏng, một lỗi phần mềm có thể dẫn tới thảm họa liên quan tới cuộc phóng tên lửa, đôi khi phải trả giá bằng cả sinh mạng con người như trong thảm họa nổ tàu con thoi Challenger hồi năm 1986 và Columbia vào năm 2003.
Tên lửa cũng rất đắt đỏ, ngay cả việc phóng những tên lửa rẻ nhất cũng tiêu tốn tới 12 triệu USD. Điều đó có nghĩa chi phí để đưa bất kỳ mặt hàng nào lên vũ trụ, gồm cả con người, lên tới 16.700 USD/kg. Dù đã có vài phương tiện bay mới được phát triển để chinh phục không gian như tàu SpaceShipTwo của công ty Virgin, nhưng chúng vẫn dùng công nghệ tên lửa để vượt qua trọng lực của Trái đất.
Nhưng người ta tin vẫn còn một giải pháp nữa để lên không gian với giá rẻ, đó là thang máy vũ trụ. Ý tưởng về một chiếc thang máy vũ trụ được đề xuất vào năm 1895 bởi Konstantin Tsiolkovsky, một nhà khoa học người Nga. Ông đã nghĩ tới ý tưởng chiếc thang máy này khi ngắm tháp Eiffel.
Ý tưởng tiếp tục được các khoa học gia tranh luận cho tới cuối những năm 1970, và nhà văn viễn tưởng Arthur C Clarke đã viết cuốn tiểu thuyết Fountains of Paradise dựa trên các tranh luận đó. Sách của Clarke đã khiến thang máy vũ trụ trở thành vấn đề được quan tâm rộng rãi và trong hơn một thế kỷ qua, người ta đã tìm cách hiện thực hóa giấc mơ này.
Thay đổi nền kinh tế toàn cầu
Trong sự tưởng tượng của các nhà văn giả tưởng Iain M Banks hay Alastair Reynolds, thang máy vũ trụ là công cụ để các dân tộc văn minh rời khỏi hành tinh trong tương lai. Hệ thống thang máy này được cho là gồm một sợi cáp sẽ được phóng thẳng lên quỹ đạo Trái đất. Đầu kia của sợi cáp là một hệ thống mỏ neo và trọng lực Trái đất sẽ làm nốt công việc giữ sợi cáp đứng yên một chỗ.
Các hệ thống leo lên trên cao nhờ dây cáp sau đó sẽ được gắn vào và chúng sẽ đưa người ta đi xuyên qua bầu khí quyển, vào quỹ đạo. Chiếc thang máy có thể mang vệ tinh lên quỹ đạo hoặc đưa người từ quỹ đạo trở lại mặt đất. Thám hiểm vũ trụ sẽ không còn bị hạn chế bởi trọng lực hoặc phải dựa vào những quả tên lửa đắt tiền và nguy hiểm nữa.
Giới khoa học đang nghiên cứu thang máy vũ trụ hiện đại cũng đồng tình với quan điểm của các nhà văn. “Anh có thể lên vũ trụ với chi phí của một chiếc vé máy bay hạng nhất" - David Horn, chủ tịch luân phiên của Liên minh sản xuất Thang máy Vũ trụ Quốc tế (ISEC), nhận xét.
Ông ước tính rằng chi phí để đưa hàng lên vũ trụ sẽ giảm xuống chỉ còn 100 USD/kg. “Một trường tiểu học sẽ có thể bán bánh nướng và dùng chi phí thu được để đưa một lớp nghiên cứu khoa học vào vũ trụ. Hoặc nếu bán đủ bánh, họ có thể đưa cả trường lên vũ trụ" - ông nói.
ISEC đã tổ chức các cuộc hội thảo về thang máy vũ trụ trong 10 năm qua và cuộc họp mới nhất sẽ diễn ra tại Seattle vào cuối tháng này. Cuộc họp có sự tham dự của các nhà khoa học, kỹ sư và sinh viên trên khắp thế giới, gồm những người tới từ nhiều cơ quan hàng không vũ trụ quốc gia như NASA.
Ngoài ra có các hội thảo thường niên khác diễn ra ở châu Âu và Nhật Bản và rất nhiều tiến triển mới liên quan tới thang máy vũ trụ cũng được xuất bản trên các tờ báo khoa học mỗi năm. "Có một mối quan tâm quy mô toàn cầu liên quan tới thang máy vũ trụ" - Horn nói - "Giảm chi phí để đi vào vũ trụ sẽ thay đổi nền kinh tế toàn cầu".
Sẽ có thang máy vũ trụ nếu tìm thấy sợi cáp phù hợp
Mặc dù ý tưởng tương đối đơn giản, nhưng thách thức về kỹ thuật lại khổng lồ. Quan trọng nhất hiện nay là người ta phải tìm được vật liệu cần thiết để làm sợi cáp, vốn phải nhẹ, khỏe, dẻo dai và có thể kéo dài và không đứt trên một quãng đường dài tới khoảng 100.000km, cao hơn cả quỹ đạo địa tĩnh.
Vật liệu được ưa chuộng sử dụng hiện nay là các sợi carbon. Được làm từ các nguyên tử carbon kết nối với nhau, được cuộn thành sợi, các ống carbon kích cỡ nano (nanotube) này có đường kính một phần triệu 1 mm. Khi tập hợp chúng với nhau, người ta sẽ có một sợi cáp siêu nhẹ, chắc khỏe và dẻo dai.
“Vật liệu này hoặc thứ tương tự nó, là chìa khóa để biến thang máy vũ trụ thành hiện thực. Các ống nanotube có thể được kết thành sợi cáp và kéo dài, giống như cách chúng ta bện thừng vậy. Có điều về mặt lý thuyết, cáp này rất khỏe" - Horn cho biết.
Ông cũng nói rằng một khi tìm ra vật liệu phù hợp, người ta chỉ còn phải giải quyết vấn đề kỹ thuật và trở ngại chính trị. Nhưng thực tế thì còn khá nhiều thứ cản đường thang máy vũ trụ. Đó là cách thức để điều hành thang máy (chủ đề của hội thảo năm nay), các công ước chính trị để đảm bảo thường xuyên kết nối thang máy vũ trụ với mặt đất. Ngoài ra còn phải kể tới vấn đề người ta sẽ triển khai một sợi cáp siêu dàn lên vũ trụ ra sao, vấn đề bức xạ vũ trụ với những người đi thang máy.
Tuy nhiên, Horn vẫn hết sức lạc quan. Ngay cả đề xuất chiều dài sợi cáp lên tới 100.000km cũng chẳng phải là một kỳ thích kỹ thuật. Ông chỉ ra rằng chiều dài các sợi cáp dùng trong công trình cầu Cánh cổng Vàng ở Mỹ lên tới 100.000 km.
Ông cũng ước tính chi phí sản xuất thang máy vũ trụ dao động từ 10-50 tỉ USD, tức vẫn còn rẻ hơn rất nhiều so với trạm vũ trụ. “Một khi chúng ta có vật liệu phù hợp, chúng ta sẽ có thể xây dựng chiếc thang máy vũ trụ đầu tiên và khiến nó đi vào hoạt động trong vòng một thập kỷ" - Horn nói.
Thảo Nguyên (theo
BBC)
Lên vũ trụ bằng… thang máy?
