Thang máy không gian: Nhật Bản đạt bước tiến nhỏ đầu tiên
Bối cảnh
Trong hơn một thế kỷ, các nhà khoa học và tiểu thuyết gia khoa học viễn tưởng đã mơ ước về một thang máy không gian để vận chuyển các nhà du hành vũ trụ và tải trọng giữa Trái đất và quỹ đạo thấp. Khái niệm này, do nhà khoa học người Nga Konstantin Tsiolkovsky hình dung lần đầu tiên vào năm 1895, vẫn còn mơ hồ do những thách thức về mặt công nghệ.
Thử nghiệm của Nhật Bản
Hiện tại, các nhà nghiên cứu tại Đại học Shizuoka của Nhật Bản đang thực hiện một bước tiến nhỏ hướng tới việc hiện thực hóa giấc mơ này. Tuần tới, họ sẽ phóng hai vệ tinh hình khối nhỏ vào không gian trên một tên lửa H-2B hướng đến Trạm vũ trụ quốc tế. Các vệ tinh này sẽ được kết nối với nhau bằng một sợi cáp thép dài 33 foot và một khối lập phương nhỏ hơn có động cơ sẽ hoạt động như một toa cabin thang máy, di chuyển dọc theo sợi cáp giữa chúng. Các nhà nghiên cứu sẽ theo dõi hiệu suất của hệ thống trên quỹ đạo, đánh dấu lần thử nghiệm đầu tiên về chuyển động của thang máy trong không gian.
Những thách thức và giải pháp
Việc chế tạo một thang máy không gian có chức năng đặt ra những thách thức đáng kể. Sợi cáp phải đủ chắc để chịu được ứng suất của trọng lực và gió ở tầng khí quyển trên. Hiện tại, không có vật liệu nào được biết đến đáp ứng được yêu cầu này, bao gồm cả các ống nano carbon, vật liệu mạnh nhất mà chúng ta đã phát triển cho đến nay.
Một thách thức khác là phát triển các phương tiện điện từ để di chuyển trên cáp. Những phương tiện này phải có khả năng hoạt động trong điều kiện không trọng lực và di chuyển theo chiều dài của cáp. Các nhà nghiên cứu cũng đang nghiên cứu việc sử dụng vật đối trọng, chẳng hạn như một tiểu hành tinh nhỏ, để giữ cho cáp được căng.
Đề xuất của Obayashi Corporation
Bất chấp những thách thức này, Nhật Bản vẫn cam kết với khái niệm thang máy không gian. Tập đoàn Obayashi, đơn vị xây dựng tòa tháp cao nhất Nhật Bản, đã đề xuất một khái niệm về thang máy không gian sẽ sử dụng ống nano carbon hoặc một vật liệu vẫn chưa được phát triển. Đề xuất này bao gồm sáu toa cabin thang máy hình oval sẽ di chuyển giữa một bệ trên biển và một trạm không gian trên quỹ đạo Trái đất. Hành trình sẽ mất khoảng tám ngày và cần gần 60.000 dặm cáp. Chi phí ước tính của dự án là khoảng 90 tỷ đô la.
Lợi ích và tiềm năng
Một thang máy không gian sẽ cách mạng hóa du hành vũ trụ. Nó sẽ cung cấp một cách vận chuyển con người và hàng hóa lên quỹ đạo rẻ hơn và hiệu quả hơn nhiều, mở ra những khả năng mới cho hoạt động thám hiểm không gian và các dự án thương mại. Công nghệ này cũng có thể có ứng dụng trong các lĩnh vực như bảo trì vệ tinh và khai thác tiểu hành tinh.
triển vọng tương lai
Mặc dù những thách thức về mặt công nghệ là đáng kể, các nhà nghiên cứu vẫn lạc quan về tương lai của thang máy không gian. Yoji Inshikawa, trưởng nhóm của Đại học Shizuoka, tin rằng “về mặt lý thuyết, một thang máy không gian là hoàn toàn khả thi”. Ông hình dung về một tương lai mà du hành không gian trở nên phổ biến hơn, nhờ vào sự ra đời của các thang máy không gian.
Những cân nhắc bổ sung
Ngoài những rào cản về mặt công nghệ, cũng cần phải giải quyết những cân nhắc thực tế. Ví dụ, làm thế nào để chúng ta in một biển báo “Hỏng” đủ lớn để có thể nhìn thấy từ không gian? Câu hỏi dí dỏm này nhấn mạnh đến nhu cầu tìm ra những giải pháp sáng tạo cho những thách thức độc đáo mà thang máy không gian đặt ra.