Công ty Nhật Bản dự định xây thang máy vũ trụ

Công ty Obayashi Corporation muốn xây dựng thang máy vũ trụ sử dụng xe leo di chuyển dọc dây nối với Trái đất để chở người và hàng hóa lên quỹ đạo và hành tinh khác.

Obayashi Corporation, công ty Nhật Bản nổi tiếng nhờ xây dựng tháp cao nhất thế giới là Tokyo Skytree, thông báo kế hoạch xây dựng thang máy vũ trụ vào năm 2012. Theo đó, công ty sẽ bắt đầu xây dựng dự án 100 tỷ USD năm 2025 và có thể bắt đầu hoạt động sớm nhất năm 2050, theo Business Insider.

Mô phỏng thang máy vũ trụ dùng để chở người và hàng hóa. (Ảnh: Science Photo Library).

Ý tưởng cơ bản phía sau thang máy vũ trụ là dùng một sợi dây dài nối Trái đất với không gian để phóng con người lên quỹ đạo với chi phí rẻ và bay đến những hành tinh khác ở tốc độ kỷ lục. Thay vì mất 6 - 8 tháng để tới sao Hỏa, các nhà khoa học ước tính thang máy vũ trụ chỉ mất 3 - 4 tháng, thậm chí 40 ngày. Thang máy vũ trụ không phải ý tưởng mới nhưng thiết kế và xây dựng cấu trúc như vậy không phải nhiệm vụ dễ dàng do nhiều vấn đề cản trở. Theo Yoji Ishikawa, đại diện ở phòng sáng tạo công nghệ tương lai của công ty, tuy họ không có khả năng bắt đầu thi công trong năm sau, hiện nay họ đang ở giai đoạn nghiên cứu phát triển, thiết kế thô, hợp tác xây dựng và quảng bá.

Phóng con người và hàng hóa vào không gian cực kỳ tốn kém. Ví dụ, NASA ước tính 4 nhiệm vụ Artemis sẽ tiêu tốn 4,1 tỷ USD mỗi lần phóng. Hoạt động phóng 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. Xe leo có thể hoạt động nhờ nguồn điện ở xa như điện mặt trời hoặc vi sóng nên không cần chở theo nhiên liệu.

Trong báo cáo cho Obayashi Corporation, 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/0,5 kg. Những ước tính khác về thang máy vũ trụ đưa ra mức chi phí 227 kg/0,5 kg. Ngay cả tên lửa Falcon 9 của SpaceX có chi phí phóng 1.227 kg, một trong những tên lửa rẻ nhất thế giới, vẫn đắt gấp 5 lần chi phí ước tính cho thang máy vũ trụ. Ngoài ra, thang máy vũ trụ không có nguy cơ phát nổ tên lửa và xe leo có thể không thải khí. Ở tốc độ tương đối dễ chịu là 200 km/h, xe leo của Obayashi Corporation sẽ chậm hơn tên lửa nhưng ít rung hơn, phù hợp với thiết bị nhạy.

Theo Ishikawa, Obayashi Corporation coi thang máy vũ trụ như một loại dự án công cộng sẽ đem lại lợi ích cho toàn nhân loại. Hiện nay, một trong những trở ngại lớn nhất với xây dựng thang máy vũ trụ là chọn vật liệu làm dây hoặc nối. Để chịu lực căng cực lớn, đường ống cần phải cực dày nếu chế tạo từ vật liệu thông thường như thép và cần nhiều thép hơn lượng có sẵn trên Trái đất.

Ishikawa đề xuất Obayashi Corporation sử dụng ống nano carbon. Một ống nano là lớp graphite cuộn lại, nhẹ hơn nhiều và ít có khả năng đứt gãy dưới lực căng lớn so với thép, do đó thang máy vũ trụ có thể nhỏ hơn hẳn. Tuy ống nano rất chắc chắn, chúng cực nhỏ với đường cứng cỡ một phần tỷ mét. Các nhà nghiên cứu vẫn chưa tạo ra ống nano siêu dài. Mẫu dài nhất hiện nay chỉ khoảng 0,6 mét. Để đạt độ cân bằng hoàn hảo và lên tới quỹ đạo địa đồng bộ, dây nối cần dài ít nhất 35.406m.

Thay vào đó, giới nghiên cứu có thể cần phát triển vật liệu hoàn toàn mới. Tuy nhiên, có nhiều vấn đề khác cần vượt qua. Ví dụ, dây nối của thang máy vũ trụ chịu lực căng đến mức dễ đứt. Một tia sét đánh trúng có thể làm nó bốc hơi. Các loại thời tiết khác như lốc xoáy, mưa lớn và bão cũng có thể đe dọa hệ thống thang máy vũ trụ. Đặt gốc dây nối ở xích đạo có thể giảm khả năng gặp bão. Ngoài ra, hệ thống thang máy cần hoạt động nhiều chuyến để bù lại chi phí xây dựng khổng lồ.

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 Ishikawa ước tính dự án mất 25 năm để thi công.

• Năm 2035: Thang máy vũ trụ được xây dựng như thế nào?
• Nhật sắp thử nghiệm thang máy lên vũ trụ
• Xây dựng thang máy đưa con người vào vũ trụ: Giấc mơ không còn quá xa!