Thuyền buồm vũ trụ dùng laser để di chuyển với tốc độ cực nhanh

Một chiếc thuyền buồm hoạt động bằng ánh sáng laser có thể giúp một quả cầu vệ tinh đi khắp thiên hà nhằm thu thập thông tin về những vùng đất xa xôi trong khoảng không vũ trụ. Đây là kết quả công trình nghiên cứu của các nhà khoa học và kĩ sư trường Đại học Harvard.

Sau khi phát minh ra laser trong những năm 1960, các nhà khoa học nảy ra ý định dùng những tia sáng mang năng lượng cao này để thúc đẩy vận tốc của các phi thuyền vũ trụ đến mức độ gần như ngang bằng với tốc độ ánh sáng. Từ đó mở ra khả năng du lịch giữa các vì sao.

"Tuy nhiên, việc phát triển ý tưởng này đến nay vẫn còn khá hạn chế", theo lời Giáo sư Avi Loeb, Giám đốc dự án ​​Starshot cho biết. Một con thuyền chạy bằng ánh sáng laser đã được gửi đến hệ thống sao Alpha Centauri. Gần đây, Starshot đã truyền về Trái Đất dữ liệu của một hành tinh khá kì lạ có tên là Proxima b.

Dự án "Breakthrough Starshot" hy vọng sẽ đưa những robot tí hon đến hệ Alpha Centauri, cách Trái đất 25.000 tỉ dặm. Nếu đến những vì sao này bằng phương tiện bình thường sẽ mất 30.000 năm thì dự án sẽ rút ngắn thời gian xuống chỉ còn... 20 năm.

Những con tàu vũ trụ "nano" này bao gồm camera, động cơ đẩy, nguồn pin và thiết bị định vị, liên lạc tí hon, tất cả được gắn trên một tấm nhỏ tạo thành con tàu vũ trụ với đầy đủ chức năng. Các tàu vũ trụ nhỏ bé với kích thước chỉ bằng chiếc iPhone sẽ đi vào vũ trụ bằng cách sử dụng "cánh buồm năng lượng mặt trời" được tiếp sức bởi một chùm ánh sáng laser cực mạnh.

Mô phỏng chiến thuyền buồm vũ trụ chạy bằng laser bắn từ Trái Đất. (Nguồn ảnh: Harvard University).

Thiết kế này sẽ cho phép chúng bay với tốc độ bằng 25% tốc độ ánh sáng (khoảng 134 triệu dặm một giờ), và mất khoảng 4,22 năm để truyền tín hiệu về Trái đất. Trước khi những thiết bị này ra đời, các nhà khoa học phải tạo ra tất cả bộ phận quan trọng trên mặt đất, bao gồm xây dựng máy chiếu ánh sáng cung cấp năng lượng cho tên lửa và một "tàu mẹ" có thể mang tất cả thiết bị này vào không gian.

Theo giáo sư Hawking, hạn chế lớn nhất hiện nay là khoảng cách quá lớn giữa Trái đất và các hành tinh. Nhưng giờ con người có thể khắc phục được với các chùm ánh sáng và những con tàu vũ trụ nhẹ nhất. Starshot sẽ mất 20 năm để tới được đó và khoảng 4 năm để báo tin tới Trái Đất về thành công của chuyến đi.

Nếu một hành tinh cỡ Trái Đất quay quanh Alpha Centauri, Breakthrough Starshot sẽ cố gắng tập trung các tàu trong vòng 1 đơn vị thiên văn (150 triệu km) của hành tinh đó. Từ khoảng cách này, 4 camera của Breakthrough Starshot có thể chụp một bức ảnh chất lượng đủ cao để phân tích bề mặt hành tinh. Hạm đội tàu này sẽ có khoảng 1000 tàu, và các tàu này sẽ rất nhỏ (được đặt tên là nanocraft vì chỉ nặng một vài gam). Chúng sẽ được đẩy đi nhờ các tia laser phát từ mặt đất có công suất 100 gigawatt.

Mỗi nanocraft sẽ truyền dữ liệu trở lại Trái Đất bằng hệ thống liên lạc laser compact có sẵn trên tàu. Cựu giám đốc Trung tâm Nghiên cứu Ames của NASA, Pete Worden là người đứng đầu dự án. Trong ban điều hành của dự án còn có nhà vũ trụ học Stephen Hawking, nhà vật lý và nhà đầu tư mạo hiểm Yuri Milner cũng như ông chủ Facebook CEO Mark Zuckerberg. Milner định mức hao phí của dự án là từ 5 tới 10 tỉ đôla.

Từ khóa liên quan:

thuyền buồm vũ trụ

tia laser

quả cầu vệ tinh

cánh buồm vũ trụ

thu thập thông tin

tàu vũ trụ nano

dự án Breakthrough Starshot

nanocraft

Avi Loeb