Bắc thang máy không gian lên trời được không?

Trong hơn một nửa thế kỷ, hỏa tiễn là cách duy nhất để đi lên không gian. Nhưng trong một tương lai không quá xa, chúng ta có thể có một tùy chọn khác để đưa người và vật lên không gian: một thang máy không gian khổng lồ bắc từ bề mặt Trái đất lên đến độ cao 35.000km, nơi quỹ đạo của các vệ tinh địa tĩnh.

NASA cho biết khái niệm cơ bản của một thang máy lên trời có căn cứ, và các nhà nghiên cứu khắp thế giới lạc quan về việc xây dựng một cái thang như thế. Obayashi, một hãng xây dựng toàn cầu có trụ sở ở Tokyo, cho rằng công ty sẽ xây dựng một cái thang như đã nói vào năm 2050, và Trung Quốc muốn xây một cái sớm hơn vào năm 2045. Hiện nay một thử nghiệm được tiến hành sớm trên Trạm Không gian quốc tế (ISS) sẽ giúp xác định tính khả thi thế giới thực của một thang máy không gian.

“Thang máy không gian là chuyện rất khó nuốt trôi của ngành thăm dò vũ trụ,” Michio Kaku, một giáo sư vật lý Đại học City College của New York và một nhà tương lai học nổi tiếng, nhận định. “Thử tưởng tượng bấm nút “lên” của một thang máy và đi thẳng lên trời. Việc đó có thể giúp một người bình thường đi vào không gian.”

Kaku không nói quá. Một thang máy không gian sẽ là một dự án kỹ thuật lớn chưa từng có và phí tổn xây dựng sẽ ngốn gần 10 tỷ USD. Nhưng cách này có thể giảm chi phí khi đưa các vật vào không gian từ giá gần 3.500USD/25kg xuống còn 25USD/25kg, Peter Swan, chủ tịch Hiệp hội thang máy không gian quốc tế (ISEC) có trụ sở tại Santa Ana, bang California, nói.

Ý tưởng về một thang máy vũ trụ lần đầu tiên được ước mơ vào năm 1895 là của Konstantin Tsiolkovsky, một nhà khoa học người Nga làm việc tiên phong trong ngành hỏa tiễn. Như quan niệm phổ biến ngày nay, một thang máy không gian sẽ bao gồm các khoang thang máy gắn động cơ kéo một sợi dây lên xuống từ mặt đất lên không gian. Một sợi dây kéo dài từ một cảng không gian tại đường xích đạo đến một trạm không gian ở quỹ đạo địa tĩnh bên trên. Các lực ly tâm gây ra do Trái đất quay vòng sẽ giữ cho sợi dây ở trên cao.

Thí nghiệm của ISS, có biệt danh là “Thang máy vũ trụ dây kéo vệ tinh mini robot tự động”, viết tắt là STARS-Me, được các nhà vật lý Đại học Shizuoka của Nhật đưa ra. Thí nghiệm sẽ mô phỏng theo một kích cỡ nhỏ các điều kiện mà các thành phần của hệ thống sẽ gặp phải. Các camera sẽ kiểm tra sự chuyển động của một cặp “vệ tinh hình khối nhỏ” dọc theo sợi dây dài 10m trong môi trường không trọng lượng.

“Đây sẽ là thí nghiệm đầu tiên của thế giới để test chuyển động của thang máy trong không gian,” một người phát ngôn của đại học nói với hãng tin AFP.

Sợi dây thép được sử dụng trong thí nghiệm quá nặng để dùng trong thang máy không gian đầy đủ kích cỡ đương nhiên phải kéo dài đến hàng chục ngàn cây số. Nhưng ngày càng nhiều các nhà khoa học, trong đó có Kaku, hiện nay tin rằng vật liệu bằng carbon cực chắc graphene có thể là vật liệu cần đến. “Trên giấy, sức căng của sợi dây để giữ cho thang máy vũ trụ neo xuống đất,” Kaku nói về graphene, tính theo từng ounce, nó chắc gấp 200 lần thép.

Những sợi graphene có độ dài nhỏ đã được thương mại hóa, nhưng chúng quá ngắn để được dùng làm dây kéo thang máy vũ trụ. “Cái chúng ta thực sự cần là graphene được sản xuất với độ dài rất dài bằng các tấm liên tục,” Adrian Nixon, giám đốc hãng Nixor, một công ty ở Manchester, Anh Quốc, đang làm việc để phát triển một sản phẩm như thế. Điều đó chưa thể thực hiện được, ông nói, nhưng “sẽ khả thi trong tương lai rất gần.”

Đương nhiên, một sợi dây phù hợp chỉ là một trở ngại phải vượt qua. Trở ngại khác là mảnh vỡ trong không gian – những vụn và những mảnh của hỏa tiễn và tàu vũ trụ quay quanh Trái Đất và có thể làm hỏng hoặc phá hủy một thang máy vũ trụ nếu chúng va vào nó.

“Tránh các mảnh vỡ trong không gian không giống như chơi bóng né,” Michael Fitzgerald, giám đốc kiêm chủ tịch bộ phận kiến trúc của ISEC nói. “Không có một thành viên nào trong nhóm chúng tôi không băn khoăn về vấn đề,” ông nói thêm.

Tuy vậy, các nhà khoa học vẫn lạc quan. “Với kiến thức phù hợp và quy trình vận hành tốt, mối đe dọa của mảnh vỡ không gian không phải là tiết mục được vỗ tay lâu – mãi mãi,” Swan nói. Và các nỗ lực đang tiến hành để tìm cho ra những cách giảm thiểu lượng mảnh vụn không gian bao gồm hơn 500.000 mảnh rác hiện đang được bộ Quốc phòng Mỹ theo dõi.

Vào cuối năm nay, các thành viên ISEC sẽ họp với các quan chức quân sự và thương mại để thảo luận các hành trình của thang máy không gian sẽ tính toán như thế nào để tránh mảnh vỡ đang quay trên quỹ đạo.

Trần Bích(AFP, nbcnews.com)