Nhật Bản nuôi hy vọng với thang máy lên vũ trụ

Hãy tưởng tượng một đường ống dài nối trái đất với không gian có thể đưa chúng ta lên quỹ đạo với chi phí thấp và tốc độ kỷ lục. Đó là ý tưởng cơ bản về thang máy vũ trụ mà Công ty Obayashi Corporation có trụ sở tại Nhật Bản đưa ra. Thay vì mất 6-8 tháng để tới Sao Hỏa, thang máy vũ trụ có thể đưa chúng ta tới đó trong vòng 3-4 tháng hoặc thậm chí chỉ 40 ngày.

Từng nổi tiếng với việc xây dựng tòa tháp cao nhất thế giới Tokyo Skytree, năm 2012, Obayashi Corporation tuyên bố sẽ đạt tới những tầm cao mới với kế hoạch xây dựng thang máy vũ trụ. Vào thời điểm đó, công ty cho biết, họ sẽ bắt đầu dự án 100 tỷ USD vào năm 2025 và có thể bắt đầu hoạt động sớm nhất vào năm 2050. Ông Yoji Ishikawa, thành viên bộ phận sáng tạo công nghệ của Obayashi Corporation, cho biết, họ đang nghiên cứu và phát triển, thiết kế sơ bộ, xây dựng quan hệ đối tác và quảng bá dự án.

Giảm chi phí vận chuyển vào không gian

Đưa con người và hàng hóa vào không gian cực kỳ tốn kém. Chẳng hạn, NASA ước tính 4 nhiệm vụ Artemis sẽ tiêu tốn 4,1 tỷ USD mỗi lần phóng. Tên lửa đòi hỏi nhiều nhiên liệu để bay vào không gian, nhưng do nhiên liệu rất nặng nên cần tăng lượng nhiên liệu sử dụng. Thang máy vũ trụ không cần tên lửa hay nhiên liệu. Theo một số thiết kế, thang máy vũ trụ có thể chở hàng lên quỹ đạo bằng xe điện từ gọi là xe leo vốn có thể hoạt động nhờ nguồn điện ở xa như điện mặt trời hoặc vi sóng nên không cần nhiên liệu.

Ông Ishikawa tính toán loại thang máy vũ trụ này có thể giúp giảm hạ chi phí vận chuyển hàng hóa vào không gian xuống 57 USD/pound. Những ước tính khác về thang máy vũ trụ đưa ra mức chi phí 227 USD/pound. Ngay cả Falcon 9 của SpaceX, tên lửa có chi phí vận chuyển thấp nhất thế giới (khoảng 1.227 USD/pound) vẫn đắt gấp 5 lần chi phí ước tính cho thang máy vũ trụ. Không chỉ sở hữu chi phí thấp, dạng phương tiện này còn có lợi cho môi trường khi loại trừ gần như hoàn toàn khí thải CO2 phát ra từ các tên lửa. Ngoài ra, thang máy vũ trụ không có nguy cơ phát nổ tên lửa. Ở tốc độ tương đối dễ chịu là 200 km/h, xe leo sẽ chậm hơn tên lửa nhưng ít rung hơn, phù hợp với thiết bị nhạy.

Những trở ngại

Obayashi Corporation coi thang máy vũ trụ là dự án công cộng sẽ đem lại lợi ích cho toàn nhân loại. Tuy nhiên, không ít các nhà nghiên cứu cho rằng ý tưởng này là khá kỳ quặc, thậm chí còn nghi ngờ khả năng tồn tại của cấu trúc như vậy trong không gian. Hiện, một trong những trở ngại lớn nhất là vật liệu làm dây nối hoặc ống trụ. Để chịu lực căng cực lớn, đường ống cần phải cực dày nếu được chế tạo từ vật liệu thông thường như thép. Tuy nhiên, nếu chỉ dùng thép, chúng ta có thể sẽ phải sử dụng tất cả lượng thép tồn tại trên trái đất, vì đó là một con số khổng lồ. Ông Ishikawa đề xuất ống nano carbon, loại vật liệu nhẹ hơn nhiều và ít có khả năng đứt gãy dưới lực căng lớn so với thép. Tuy ống nano carbon rất bền nhưng chúng cực nhỏ với đường kính cỡ một phần tỷ mét. Các nhà nghiên cứu vẫn chưa tạo ra ống nano siêu dài. Mẫu dài nhất hiện nay chỉ khoảng 0,6m. Để đạt độ cân bằng hoàn hảo và lên tới quỹ đạo địa đồng bộ, dây nối cần dài ít nhất 35.406m. Tuy khó nhưng theo ông Ishikawa không có nghĩa là không thể. Thay vào đó, các nhà nghiên cứu có thể cần phát triển một loại vật liệu hoàn toàn mới.

Ngoài ra, còn có nhiều trở ngại khác, chẳng hạn như dây nối của thang máy vũ trụ chịu lực căng khủng khiếp đến mức nó có thể đứt. Một tia sét đánh trúng có thể làm nó bốc hơi. Lốc xoáy, mưa lớn và bão cũng có thể đe dọa hệ thống thang máy vũ trụ. Nếu dây buộc nằm ở xích đạo, nó sẽ tránh được phần lớn các cơn bão nhiệt đới. Tuy nhiên, nó vẫn cần đặt ở ngoài khơi nhằm tránh trở thành mục tiêu của tấn công khủng bố. Do đó, có rất nhiều chướng ngại vật cần vượt qua để bắt đầu xây dựng kịp mốc vận hành năm 2050, đặc biệt khi ông Ishikawa ước tính dự án mất 25 năm để thi công. Dự án phụ thuộc rất nhiều vào những tiến bộ của khoa học công nghệ mà nhân loại có thể vươn tới vào năm 2050 và chúng ta hoàn toàn có thể lạc quan với ý tưởng thang máy vũ trụ trở thành hiện thực trong tương lai.

GIA NGHI