Bản in

Khoa học

Thứ Bảy, 24/8/2013 08:19

Cánh buồm vũ trụ

Cánh buồm vũ trụ

(GD&TĐ) - Năm 2014, Cơ quan Hàng không vũ trụ Mỹ NASA sẽ đưa một cánh buồm thí nghiệm khổng lồ vào vũ trụ. Cánh buồm sẽ đón bắt gió mặt trời.

(GD&TĐ) - Năm 2014, Cơ quan Hàng không vũ trụ Mỹ NASA sẽ đưa một cánh buồm thí nghiệm khổng lồ vào vũ trụ. Cánh buồm sẽ đón bắt gió mặt trời.

Cánh buồm vũ trụ dạng này sẽ được sử dụng như một động cơ phản lực trong những chuyến bay khác nhau, chẳng hạn trong vận chuyển hàng hóa các loại như thiết bị, vật liệu, thực phẩm... giữa các hành tinh, tiểu hành tinh, hoặc dùng để điều khiển đường bay của trạm vũ trụ hay vệ tinh nhân tạo.

Việc thiết kế cánh buồm được giao cho Công ty LGarde Inc. Công ty này đã từng chế tạo ăng ten cho tàu con thoi Endearvour.

Nếu như thử nghiệm thành công, thì công nghệ “cánh buồm vũ trụ” này sẽ được sử dụng để vận chuyển khối lượng hàng hóa lớn và cồng kềnh cần thiết cho việc xây dựng và duy trì hoạt động của khu căn cứ trên sao Hỏa.

Hình vuông trong vũ trụ

Cánh buồm được đặt tên là Sunjammer, lấy cảm hứng từ tiểu thuyết khoa học viễn tưởng của nhà văn Arthur Clark, mô tả những cuộc đua thuyền buồm trong vũ trụ.

Sunjammer sẽ rời trái đất bằng tên lửa Falcon 9 do Công ty Space X của Mỹ chế tạo. Dự kiến nó sẽ xuất phát vào tháng 11/2014. Tên lửa Falcon 9 còn mang theo vệ tinh khí tượng DSCOVR (Deep Space Climate Observatory).

Lúc xuất phát, Sunjammer được xếp gọn thành một khối to bằng cái tủ lạnh và cân nặng vẻn vẹn 32 kg. Trong vũ trụ, sau khi mở rộng hết cỡ, nó đạt tới diện tích 1.208 mét vuông. Khi đó, cánh buồm là một hình vuông, mỗi cạnh gần 35 mét. Để so sánh, cánh buồm mặt trời đầu tiên IKAROS của Cơ quan vũ trụ Nhật Bản JAXA (phóng lên vũ trụ vào năm 2010) có diện tích 30 mét vuông; còn cánh buồm thứ hai, NanoSail, của Mỹ (phóng lên vũ trụ vào năm 2011), có diện tích 170 mét vuông.

Cánh buồm vũ trụ Sunjammer gồm hai lớp nhựa polyamide. Các tấm pin mặt trời cung cấp điện năng để cánh buồm giữ liên lạc với trái đất và để các thiết bị hoa tiêu hoạt động.

Hành trình dành cho người kiên nhẫn

Sunjammer được tên lửa đưa lên quỹ đạo thấp, sau đó nó tự bay một mình (không cần động cơ). Theo kế hoạch thử nghiệm, nó bay cách hành tinh chúng ta hơn 3 triệu km. Cánh buồm được gió mặt trời đẩy đi.

Hiện tượng gió mặt trời có thể đẩy buồm đã được nhà vật lý thiên văn Mỹ Eugene Parker dự đoán vào năm 1958, tuy nhiên nó được khẳng định vào năm 1977 nhờ các quan sát của tàu thăm dò Voyager. Hóa ra gió mặt trời thổi ra khá xa, thậm chí ra đến quỹ đạo sao Hải Vương. Về nguyên tắc, gió mặt trời đẩy cánh buồm đi tương tự như gió thường. Sự khác biệt là ở chỗ, không phải không khí gây áp suất lên cánh buồm mà là luồng điện tử và proton được phóng ra từ vành nhật hoa của mặt trời.

Áp suất gió mặt trời khá thấp; nó tác động với lực khoảng 0,01 N và giảm dần cường độ theo khoảng cách tính từ mặt trời. Tuy nhiên không phải riêng lực có vai trò quyết định, mà cả thời gian tác động của lực nữa. Nếu mục đích không phải là tăng tốc đối tượng đến một vận tốc lớn trong khoảng thời gian ngắn, thì gió mặt trời rất có tác dụng. Thành phần của nó giống như thành phần của khí quyển mặt trời. Luồng hạt trong gió mặt trời lao đi với vận tốc từ 250 - 800 km/giây. Cường độ và vận tốc của gió mặt trời phụ thuộc vào tính hoạt động của mặt trời.

Bước tiến lớn

NASA muốn kiểm tra tính hiệu quả của cánh buồm vũ trụ, xem nó có thể bay cách xa mặt trời bao nhiêu. Trung tâm kiểm soát bay sẽ tiến hành thử nghiệm về tính ổn định, khả năng điều khiển, sức bền… của cánh buồm.

Nếu chuyến bay thử nghiệm thành công, NASA sẽ tiếp tục thử nghiệm đối với các cánh buồm nhỏ, dùng để dọn dẹp khoảng không gian xung quanh trái đất và đưa các loại rác vũ trụ vào tầng khí quyển trái đất để chúng tự bốc cháy và tiêu huỷ. “Sunjammer sẽ là buớc tiến lớn trong thiết kế các loại cánh buồm vũ trụ. Cuối cùng, chúng ta đã có được công nghệ thích hợp để đẩy các phi thuyền bay giữa các vì sao”- Đó là bình luận của ông Louis Friedman ở “Xã hội hành tinh”, một tổ chức ủng hộ công việc nghiên cứu Hệ mặt trời.

Phùng Thu Nguyệt (Theo RP)