Thang máy hiện nay không chỉ phục vụ nhu cầu đi lại, vận chuyển giữa các tầng của tòa nhà mà các nhà khoa học trên thế giới đang nhen nhóm và thực hiện ý tưởng xây dựng thang máy vũ trụ. Mọi thành tựu khoa học vĩ đại đều đến từ những ý tưởng được xem là điên rồ. Và biết đâu giấc mơ thang máy vũ trụ một ngày nào đó sẽ trở thành hiện thực, mở ra một kỷ nguyên mới cho thế giới.
Thang máy vũ trụ là những cấu trúc giả định cho phép con người, vật thể được vận chuyển từ điểm xuất phát là bề mặt trái đất lên điểm đến là không gian mà không cần sử dụng tên lửa. Ý tưởng thang máy vũ trụ được nhen nhóm với mục đích cắt giảm đáng kể chi phí vận chuyển và chi phí nhiên liệu vận chuyển, mở ra nhiều hướng đi mới trong các lĩnh vực viễn thông, quân sự và đặc biệt là khoa học khám phá vũ trụ như việc thiết lập các căn cứ trực tiếp trên sao hỏa. Thoáng nghe, chúng ta có thể nghĩ đây là một ý tưởng điên rồ hay chỉ có trong các bộ phim, tiểu thuyết khoa học viễn tưởng. Thế nhưng, thực tế cho thấy các nhà khoa học đã và đang bắt tay vào biến giấc mơ thành hiện thực.
Thực ra, ý tưởng thang máy vũ trụ đã được nhen nhóm từ những năm 1895 bởi Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky (1857-1935), một nhà vật lý Liên Xô được mệnh danh là cha đẻ của các nhà du hành vũ trụ. Ông lấy cảm hứng từ Tháp Eiffel, kỳ vọng thang máy vũ trụ sẽ là con đường kết nối bề mặt Trái đất với không gian. 65 năm sau đó, một kỹ sư người Nga Yuri Artsutanov đã triển khai ý tưởng này và thể hiện nó trong bài báo “To the Universe by Electric Rail”. Ông nói: “Một chuyến đi vào vũ trụ bằng tên lửa sẽ không bao giờ giống như một chuyến đi thuyền hay một chuyến xe điện, và những người ngồi trên phương tiện đó phải chịu đựng “các chuỗi trọng lực”, “gia tốc cao” và “tiếng ồn động cơ”. Vì vậy việc thiết kế một thang máy thật cao sẽ giải quyết được những bất tiện này.”
Sau Nga – cái nôi của du hành vũ trụ, các quốc gia có công nghệ kỹ thuật tiên tiến khác cũng tiến sâu vào con đường thực nghiệm này: Nhật Bản, Đức, Mỹ, Trung Quốc,…
Năm 2014, Tập đoàn Obayashi đã công bố việc xây dựng thang máy vũ trụ sử dụng ống carbon nano có khả năng chống chịu hơn gấp 20 lần so với thép với chi phí xây dựng ước tính là khoảng 9 tỉ USD. Đây chính là vật liệu xương sống của dự án. Thang máy vũ trụ có diện tích 96.000km, một cảng dừng nổi có đường kính 400m và đối trọng là 12.500 tấn. Các nhà khoa học từ tập đoàn Obayashi tin rằng thang máy vũ trụ có thể chứa tới 30 người bên trong cabin với tốc độ di chuyển lên tới 200 km/h, hoạt động liên tục trong 8 ngày. Điều này có nghĩa là thang máy vũ trụ được kỳ vọng có thể tăng mức tải trọng với mức đầu tư ít hơn 100 lần so với sử dụng tên lửa.
Ngoài ra, tại Nhật Bản, ông Yoshio Aoki – Giáo sư Khoa Cơ khí và Dụng cụ chính xác của trường Đại học Nihon đã dẫn đầu một đội thử nghiệm thực nghiệm thang máy vũ trụ Raptor tham gia bốn Thử thách Thang máy Không gian châu Âu do trường Đại học Kỹ thuật Munich (Đức) tổ chức. Tại đây, họ đang thử nghiệm tính khả thi của các kết cấu cơ khí.
Trung Quốc cũng có mặt trong cuộc đua chinh phục vũ trụ bằng thang máy. Năm 2022, Giám đốc Học viện Công nghệ Phương tiện Phóng Trung Quốc (CALT) Wang Xiaojun, đã tích hợp việc xây dựng một thang máy vũ trụ trong kế hoạch thực hiện không gian tới Sao Hỏa. Theo Global Times, kế hoạch của ông gồm ba bước: cử người máy thu thập mẫu từ môi trường sao Hỏa và khám phá bề mặt; các thành viên xây dựng các khu định cư; và di chuyển đội tàu chở hàng qua một thang máy không gian có tên là Heaven’s Ladder.
Cấu trúc cơ bản của thang máy vũ trụ bao gồm: Trục cáp (cable) được gắn một đầu xuống bề mặt Trái Đất, thường nằm ở các vùng biển trên đường xích đạo. Đầu còn lại của trục cáp sẽ được móc vào đối trọng (counterweight) ở ngoài không gian. Trục cáp dự kiến có chiều dài lên đến 100.000km, cao hơn nhiều so với quỹ đạo của các vệ tinh do thám xung quanh Trái đất. Ngoài ra còn có một bộ phận không thể thiếu là thang máy (climber). Climber sẽ được gắn vào trục cáp và có nhiệm vụ vận chuyển người và hàng hóa ra ngoài không gian.
Với sự phát triển của dự án vật liệu ống carbon nano, cùng với nhiều dự án tương đồng khác, IAA (International Academy of Astronautics – tạm dịch: Học viện Du hành Vũ trụ Quốc tế) dự đoán rằng sẽ có những công trình thang máy đầu tiên đưa con người lên độ cao 1000 km so với mặt nước biển vào năm 2025. Qua đó, dự án thang máy vũ trụ sẽ đi vào hiện thực vào khoảng một thập kỷ sau đó. IAA cũng đưa ra dự đoán rằng thang máy vũ trụ có thể chịu được trọng tải lên đến 20 tấn.
Nguồn: NBC News
