Trung Quốc sắp xây hẳn thang máy lên vũ trụ, đưa con người du lịch vào không gian?

Đ.L |

Trung Quốc sắp xây hẳn thang máy lên vũ trụ, đưa con người du lịch vào không gian?
Trung Quốc sắp xây hẳn thang máy lên vũ trụ, đưa con người du lịch vào không gian?

Sợi cáp mới mà các nhà khoa học Trung Quốc vừa phát triển có thể là 1 bước đột phá trong việc chinh phục không gian.

Các nhà khoa học Trung Quốc cho biết đã phát triển một sợi carbon ống nano đủ mạnh để xây dựng một thang máy vũ trụ. Nhóm nghiên cứu của Đại học Thanh Hoa đã được cấp bằng sáng chế và đăng một phần nghiên cứu của họ trên tạp chí Nature Nanotechnology hồi đầu năm nay.

Sợi cáp nối giữa Trái Đất với vệ tinh đóng vai trò cực quan trọng trong thang máy vũ trụ, và các nhà khoa học Trung Quốc nói họ đã tìm thấy vật liệu cáp phù hợp (ảnh: sci-techuniverse)

Tuy nhiên, trước khi nói đến sợi carbon "thần thánh" này, hãy cùng tìm hiểu thang máy vũ trụ là gì và nó cần thiết ra sao.

Ý tưởng thang máy vũ trụ đã xuất hiện từ lâu

Nhà khoa học tên lửa Tsiolkovsky lần đầu tiên đặt ra khái niệm này vào năm 1895. Ông hình dung ra một lâu đài thiên thể trong không gian, bị buộc vào Trái Đất bởi một lực khổng lồ.

Hơn 100 năm sau, ý tưởng này liên tục được phát triển nhưng vẫn chỉ là trên lí thuyết. Năm 1979, tác giả khoa học viễn tưởng Sir Arthur C. Clarke thừa nhận: "Mặc dù việc nghiên cứu qua nhiều thế hệ đã biến tên lửa thành dạng động cơ đáng tin cậy nhất từng được phát minh, nhưng các phương tiện không gian vẫn còn kém hiệu quả".

Như vậy, thang máy vũ trụ thật lí tưởng nhưng nó vẫn chưa thể tồn tại.

Trung Quốc sắp xây hẳn thang máy lên vũ trụ, đưa con người du lịch vào không gian? - Ảnh 1.

Cấu tạo của thang máy vũ trụ (Ảnh: SCMP)

Tuy vậy, cả "những gã mơ mộng" lẫn các nhà khoa học thực tiễn chưa bao giờ từ bỏ ý tưởng này. Sức hấp dẫn của thang máy vũ trụ chính là khả năng giúp con người du hành vào không gian với chi phí rẻ hơn.

Ước tính để khởi động một vệ tinh bay vào vũ trụ cần tốn đến 160 triệu USD, nhưng với thang máy vũ trụ thì phí giảm xuống còn 2 triệu USD cho mỗi hành khách.

Cách thức hoạt động của thang máy vũ trụ

Khái niệm cơ bản của thang máy vũ trụ bao gồm một cáp neo vào bề mặt Trái đất và gắn liền với một đối trọng được gửi vào không gian.

Nếu dây cáp đủ dài, cỡ 36.000km (gấp ba lần đường kính Trái Đất), thì nó sẽ được kéo căng, thẳng đứng bởi lực hấp dẫn và lực ly tâm. Kế đó, một chiếc xe có thể đi dọc theo cáp, được đẩy bởi năng lượng quay của Trái Đất.

Điều này sẽ là một cuộc cách mạng cho du lịch vũ trụ, nhưng việc thiết kế và tìm kiếm loại vật liệu đủ mạnh cho ý tưởng này là cực kỳ khó khăn.

Nhật Bản đã phóng hai vệ tinh vào tháng 9 năm nay trong thử nghiệm đầu tiên để nghiên cứu chuyển động thang máy trong không gian, liên quan đến một chiếc thang nâng nhỏ chạy dọc theo cáp, từ vệ tinh này sang vệ tinh khác. Kết quả cuộc thí nghiệm này vẫn chưa được báo cáo.

Trung Quốc cũng đã tiến hành các thử nghiệm về "space tether" (loại cáp dài được sử dụng cho động cơ đẩy) nhưng không tiết lộ chi tiết.

Điều gì làm cho việc xây dựng một thang máy vũ trụ quá khó khăn? Và vai trò của sợi carbon mới mà khoa học đã tìm ra

Ba thách thức lớn nhất cần phải vượt qua là tải trọng, tính ổn định và sức mạnh. Các nhà khoa học tin rằng họ có thể kiểm soát tải trọng và động năng với sự giúp đỡ của một vệ tinh, trong quỹ đạo địa tĩnh ở độ cao bên phải, để đảm bảo rằng cáp sẽ không bị kéo xuống bởi trọng lực của Trái Đất hoặc bay đi.

Nhưng yếu tố về sức mạnh dây cáp vẫn 1 vấn đề lớn. Thang máy vũ trụ cần có một vật liệu đủ mạnh để chịu được trọng lượng lớn và những áp lực liên quan.

Theo NASA, thang máy vũ trụ cần dùng loại cáp siêu bền và siêu nhẹ, có độ bền kéo (tensile strength) từ 7 gigapascals trở lên, để không bị đứt khi kéo căng ra. Mà theo nhóm nghiên cứu ở Đại học Thanh Hoa cho biết, sợi ống nano carbon mới nhất của họ có độ bền kéo đến 80 gigapascals.

Trung Quốc sắp xây hẳn thang máy lên vũ trụ, đưa con người du lịch vào không gian? - Ảnh 2.

Sợi carbon mà nhóm nghiên cứu ĐH Thanh Hoa tìm ra (ảnh: SCMP)

Nicola Pugno, giáo sư về cơ học và kết cấu bền vững tại Đại học Trento ở Ý, cho biết sợi carbon mới của các nhà nghiên cứu Trung Quốc thật sự hứa hẹn.

Nó đã giải quyết được yếu tố còn lại trong 3 yếu tố cần thiết của thang máy vũ trụ là tải trọng, tính ổn định và sức mạnh. Nói như giáo sư Nicola: "Có 1 sợi cáp siêu mạnh, bền, có thể kéo căng được lâu - nghe tưởng dễ nhưng là thử thách cực lớn. Tuy nhiên sợi carbon từ nhóm ĐH Thanh Hoa có thể là chìa khóa giải quyết vấn đề. Vì vậy, không gì là không thể".

Trung Quốc sắp xây hẳn thang máy lên vũ trụ, đưa con người du lịch vào không gian? - Ảnh 4.

Con người dường như đang tới gần hơn với ước mơ du lịch vào không gian! (ảnh: IEEE Spectrum)

theo Trí thức trẻ

Đọc thêm về:

    Bạn đọc có thể báo tin, gửi bài viết, clip, ảnh về email khampha@ttvn.vn để nhận nhuận bút cao trong vòng 24h. Đường dây nóng: 0943 113 999

    Soha
    Trí Thức Trẻ

    TIN NỔI BẬT SOHA

      Công ty Cổ phần VCCorp

      © Copyright 2010 - 2020 – Công ty Cổ phần VCCorp

      Tầng 17,19,20,21 Toà nhà Center Building - Hapulico Complex,
      Số 1 Nguyễn Huy Tưởng, Thanh Xuân, Hà Nội.
      Email: btv@soha.vn
      Giấy phép số 2411/GP-TTĐT do Sở Thông tin và Truyền thông Hà Nội cấp ngày 31 tháng 07 năm 2015.
      Chịu trách nhiệm nội dung: Ông Nguyễn Thế Tân

      Liên hệ quảng cáo:
      Hotline: 0942.86.11.33
      Email: giaitrixahoi@admicro.vn
      Hỗ trợ & CSKH:
      Tầng 20, tòa nhà Center Building, Hapulico Complex,
      số 1 Nguyễn Huy Tưởng, phường Thanh Xuân Trung, quận Thanh Xuân, Hà Nội.
      Tel: (84 24) 7307 7979
      Fax: (84 24) 7307 7980

      Chat với tư vấn viên