Dự kiến đến năm 2050, các phi hành gia đến Trạm vũ trụ quốc tế chỉ trong vòng hai tiếng rưỡi.
Ý tưởng táo bạo
Một trong những công ty xây dựng hàng đầu của Nhật Bản, Obayashi Corporation gần đây tuyên bố bắt đầu thử nghiệm ống nano carbon, về mặt lý thuyết, có thể giúp xây dựng một thang máy khổng lồ vươn ra ngoài không gian.
“Thang máy không gian” này sẽ đẩy con người ra khỏi bầu khí quyển Trái đất với tốc độ kỷ lục. Dựa trên ước tính của một số nhà khoa học, ý tưởng này có thể giảm thời gian du hành tới sao Hỏa - từ 6 - 8 tháng, xuống chỉ còn 40 ngày. Nhưng liệu dự án đầy tham vọng như vậy có thực sự thành hiện thực? Tập đoàn Obayashi cho rằng “Có”.
Thang máy không gian này sẽ trông như thế nào? Theo hình ảnh ý tưởng và kế hoạch do công ty Obayashi vạch ra, nó trông giống như một cái ống khổng lồ, nối Trái đất với một vệ tinh địa tĩnh bên ngoài bầu khí quyển của hành tinh. Ống nano carbon này có chiều dài gần 96 nghìn km, sử dụng thang máy có bánh xe được gọi là “người leo núi” (climber) để vận chuyển vật liệu cũng như con người.
Tập đoàn Obayashi cho biết, việc xây dựng thang máy không gian sẽ được thực hiện bằng cách vận chuyển vật liệu qua tên lửa ở nhiều giai đoạn trong suốt quá trình chế tạo tàu vũ trụ ở Quỹ đạo Trái đất tầm thấp (LEO).
Sau đó, tàu vũ trụ sẽ sử dụng động cơ điện để di chuyển lên khi bay vòng quanh Trái đất cho đến khi chạm tới Quỹ đạo Trái đất địa tĩnh (GEO), lúc đó nó sẽ bắt đầu quay quanh quỹ đạo với tốc độ tương tự như tốc độ quay của Trái đất.
Ở khoảng cách khoảng 35 nghìn km từ Trái đất, tàu vũ trụ sẽ bắt đầu triển khai ống nano carbon với một bộ đẩy gắn vào đầu của nó, rồi một lần nữa di chuyển xa hơn khỏi Trái đất.
8 tháng sau, Obayashi Corporation ước tính, ống nano carbon sẽ chạm tới bề mặt Trái đất và tàu vũ trụ sẽ đạt đến độ cao cuối cùng là 96 nghìn km, nơi nó đóng vai trò là đối trọng cho ống. Từ đó, một climber sẽ leo lên ống, gia cố nó bằng dây cáp trước khi nối với đối trọng ở trên cùng.
Tập đoàn Obayashi ước tính sau khi được gia cố khoảng 500 lần, chiếc ống này sẽ có thể đỡ được một thang máy có bánh xe nặng 100 tấn, được dùng để vận chuyển vật liệu để hoàn thành trạm GEO.
Ở bên dưới, các nhà khoa học có kế hoạch xây dựng Cảng Trái đất, một cửa ngõ vào không gian với hai phần, một trên đất liền ở xích đạo và một trên biển. Mỗi phần này sẽ được kết nối bằng một đường hầm dưới biển.
Từ Cảng Trái đất, những climber sẽ leo lên ống nano carbon với tốc độ khoảng 150 km một giờ, đạt đến độ cao của Trạm vũ trụ quốc tế trong khoảng hai tiếng rưỡi. Về mặt lý thuyết, toàn bộ quá trình sẽ được cung cấp năng lượng bằng năng lượng mặt trời, với trạm GEO đóng vai trò là một tấm pin mặt trời khổng lồ.
Mỗi lần phóng, tập đoàn cho biết, có thể sẽ tốn vài nghìn USD, so với số tiền hiện tại để đưa tàu lên vũ trụ, thì chi phí này khá rẻ.
Liệu có khả thi?
Yoji Ishikawa - thành viên bộ phận sáng tạo công nghệ tương lai của Obayashi, cho biết, mặc dù việc xây dựng thang máy khó có thể bắt đầu vào năm 2025 như ước tính ban đầu vào năm 2012, nhưng Tập đoàn Obayashi vẫn “tham gia vào nghiên cứu và phát triển”, hy vọng sẽ hoàn thành vào năm 2050.
Tất nhiên, không phải ai cũng có chung sự lạc quan như Tập đoàn Obayashi khi nói đến dự án này. Nhà khoa học Christian Johnson, người đã có một báo cáo về thang máy vũ trụ vào năm 2023, cho biết đây là một ý tưởng kỳ quặc nhưng chắc chắn sẽ có một số lợi ích.
Thứ nhất, sẽ không có nguy cơ tên lửa phát nổ và tốc độ vận chuyển vật liệu sẽ gây ra ít rung động hơn, điều này sẽ tốt cho các thiết bị nhạy cảm. Việc vận chuyển vật liệu cũng sẽ có chi phí thấp hơn đáng kể so với hầu hết mọi hệ thống dựa trên tên lửa.
Mặc dù vậy, cũng có một số trở ngại, chẳng hạn trên Trái đất không có đủ thép để tạo nên một công trình khổng lồ như vậy, đặc biệt nếu nó đủ chắc chắn để chịu được lực căng. Đây có thể là lý do tại sao Tập đoàn Obayashi đang nghiên cứu ống nano carbon, về cơ bản là các lớp than chì cuộn lại.
Các ống nano carbon chắc chắn rất bền, nhưng với đường kính chỉ một phần tỷ mét, chúng cực kỳ nhỏ, trong khi dây buộc cho thang máy không gian sẽ cần phải dài 35 nghìn km, một con số khổng lồ.
Ngoài ra còn có một loạt vấn đề khác, bao gồm các mối đe dọa có thể xảy ra đối với con người, đối với thang máy, các sự kiện liên quan đến thời tiết có thể làm hỏng thang máy và số tiền khổng lồ để xây dựng - ước tính khoảng 100 tỷ USD.
Mặc dù ý tưởng về thang máy vũ trụ đã thu hút trí tưởng tượng, nhưng vẫn còn một chặng đường dài trước khi nó trở thành hiện thực. Dự án của Tập đoàn Obayashi là một bước tiến táo bạo vào tương lai của du hành vũ trụ, nhưng thành công của nó sẽ phụ thuộc vào việc giải quyết nhiều vấn đề kỹ thuật và tài chính.
