Thiết kế thang máy vũ trụ dùng để chở khách

Tạp Chí Giáo Dục

Thứ sáu, 19.01.2024, 11:01

Dự án thiết kế thang máy vũ trụ mới có thể cách mạng hóa du hành không gian với chi phí rẻ hơn nhiều so với phóng tên lửa được Hiệp hội Jacques Rougerie trao giải tháng 12/2023.

Jordan William Hughes, kỹ sư đến từ Barrow, giới thiệu kế hoạch xây thang máy vũ trụ giúp hành trình vào không gian trở nên đơn giản như bước vào thang máy, Mail hôm 16/1 đưa tin. Hughes thắng giải thưởng trị giá 10.914 USD của Hiệp hội Jacques Rougerie để thiết kế hệ thống vận chuyển hành khách và hàng hóa vào không gian. Thiết kế mang tên Ascensiocủa ông sẽ bao gồm một dây cáp cực dài buộc vào tiểu hành tinh ở quỹ đạo địa đồng bộ với bệ nổi trên Trái đất. Drone chở hành khách và hàng hóa có thể lên xuống dọc dây cáp như đoàn tàu chạy trên đường ray thẳng đứng.

Thiết kế thang máy vũ trụ của Jordan William Hughes.

Dạng du hành không gian mang tính cách mạng này có thể thay thế những tên lửa kém hiệu quả với dây cáp nối giữa Trái đất và vệ tinh bay trên quỹ đạo, theo Hughes. Ông cũng tin tưởng thang máy vũ trụ có thể trở thành phương tiện di chuyển chủ chốt trong tương lai.

6 drone, bao gồm 3 drone để chở hàng và 3 drone có cửa sổ và dưỡng khí cho con người, sẽ chạy dọc dây cáp tới trạm vũ trụ. Trạm vũ trụ này sẽ nằm ở độ cao 36.000km phía trên Trái đất, cao gấp hơn 78 lần Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS). Tuy nhiên, trạm này giống một ga tàu và có nhiều cửa ra thay vì đích đến cuối cùng. Hughes không muốn thiết kế chỉ mang tính chức năng. Vì vậy, ông bổ sung thêm nhiều tiện nghi sang trọng như bể bơi, lối đi bộ không trọng lực và nơi nhìn ngắm Trái đất. Ở đầu còn lại của dây cáp, kiến trúc sư thiết kế một đảo nổi với vườn cây cảnh và địa điểm hút khách.

Đảo nổi cho phép dịch chuyển toàn bộ thang máy để tránh bão trên Trái đất hoặc rác không gian. Điều này sẽ giúp du hành không gian không phụ thuộc vào thời tiết, vấn đề chính đối với các nhiệm vụ thương mại hiện nay.

Tuy nhiên, lợi thế chính của thang máy vũ trụ là nó khiến bay vào không gian trở nên rẻ hơn nhiều. Bay bằng tên lửa cực tốn kém và không hiệu quả do cần lực đẩy khổng lồ để thoát khỏi lực hấp dẫn của Trái đất. Ví dụ, phóng tên lửa Falcon 9 lên trạm ISS ở độ cao 460 km hiện nay có chi phí 67 triệu USD. Tuy nhiên, về dài hạn, chi phí để di chuyển bằng thang máy vũ trụ sẽ ở mức chỉ vài USD.

Có một số vấn đề kỹ thuật ngăn cản thang máy vũ trụ trở thành hiện thực, vấn đề lớn nhất là vật liệu mới. Dây cáp nối Trái đất với trạm vũ trụ cần chịu lực căng cực lớn do lực hấp dẫn và lực ly tâm tác động tới nó theo hai hướng ngược nhau. Hiện nay, chưa có vật liệu nào vừa nhẹ vừa bền chắc để đáp ứng yêu cầu này.

Năm 2018, công ty xây dựng Nhật Bản Obayashi thông báo họ đang khám phá những cách tạo ra thang máy vũ trụ để chở du khách vào năm 2050 với chi phí ước tính 7,6 tỷ USD. Đề xuất hứa hẹn nhất tính đến nay là sử dụng ống nano carbon, một trụ cấu tạo từ nguyên tử carbon, để tạo ra dây cáp siêu nhẹ.

HT (theo khoahoc.tv)