Nhật Bản nuôi hy vọng xây dựng thang máy lên vũ trụ vào năm 2050

Một trong những công ty xây dựng hàng đầu của Nhật Bản, Tập đoàn Obayashi, gần đây tuyên bố rằng họ đã bắt đầu thử nghiệm ống nano carbon, về mặt lý thuyết, có thể cho phép họ 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 sáu đến tám tháng xuống chỉ còn 40 ngày. Nhưng liệu một dự án đầy tham vọng như vậy có thực sự thành hiện thực?

Vào năm 2012, tập đoàn xây dựng Obayashi Corporation của Nhật Bản đã công bố kế hoạch táo bạo xây dựng một thang máy không gian khổng lồ, dài 96.000 km, nối từ Trái Đất lên quỹ đạo Trái Đất tĩnh. Dự án đầy tham vọng này, với ước tính chi phí lên tới 100 tỷ USD, được kỳ vọng sẽ hoàn thành vào năm 2050.

Đầu tiên và quan trọng nhất, thang máy không gian được đề xuất này sẽ trông như thế nào? Theo hình ảnh ý tưởng và kế hoạch do Tập đoàn Obayashi vạch ra, thang máy sẽ 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 khổng lồ này sẽ dài gần 60.000 dặm và vận chuyển vật liệu cũng như con người sử dụng thang máy có bánh xe được gọi là “climbers”.

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 thấp (LEO). Từ 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.

Thang máy không gian của Obayashi sẽ hoạt động dựa trên hệ thống cáp treo khổng lồ được làm từ vật liệu nano carbon, có độ bền gấp 200 lần thép. Cáp treo này sẽ được neo giữ vào Trái Đất và một trạm vũ trụ trên quỹ đạo. Các buồng thang máy di chuyển dọc theo cáp treo, sử dụng năng lượng Mặt Trời để vận hành.

Ở khoảng cách khoảng 22.000 dặm từ Trái Đất, tàu vũ trụ sẽ bắt đầu triển khai ống nano carbon với một bộ đẩy gắn vào đầu của nó. Đồng thời, tàu vũ trụ sẽ một lần nữa di chuyển xa hơn khỏi Trái Đất. Tám tháng sau đó, ống nano carbon sẽ chạm tới bề mặt Trái Đất và tàu vũ trụ sẽ đạt đến độ cao cuối cùng là 60.000 dặm, nơi nó sẽ đóng vai trò là đối trọng cho ống. Từ đó, climbers sẽ leo lên ống, gia cố nó bằng dây cáp trước khi nối đối trọng ở trên cùng.

Hiện nay, chi phí phóng tên lửa lên vũ trụ rất cao. Thang máy không gian hứa hẹn sẽ cung cấp phương tiện vận chuyển rẻ hơn và hiệu quả hơn nhiều, mở ra cơ hội cho du lịch vũ trụ phổ biến hơn và các hoạt động thám hiểm vũ trụ quy mô lớn. Thang máy không gian có thể vận chuyển hàng hóa lên quỹ đạo với chi phí thấp hơn nhiều so với tên lửa, giúp thúc đẩy các ngành công nghiệp vũ trụ như khai thác tài nguyên tiểu hành tinh và sản xuất năng lượng mặt trời trong không gian. Đồng thời, nó cũng sẽ tạo điều kiện thuận lợi cho các nhà khoa học tiếp cận không gian dễ dàng hơn, mở ra cơ hội cho các nghiên cứu khoa học mới trong các lĩnh vực như thiên văn học, vật lý vi trọng lực và sinh học vũ trụ.

Tập đoàn Obayashi ước tính sau khi được gia cố khoảng 500 lần, chiếc ống này sẽ có thể đỡ được climbers nặng 100 tấn, sau đó sẽ được dùng để vận chuyển vật liệu để hoàn thành trạm GEO.

Trở về Trái Đất, công ty có kế hoạch xây dựng Cảng Trái Đất 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, climbers sẽ leo lên ống nano carbon với tốc độ khoảng 93 dặm một giờ và đạt đến độ cao của Trạm vũ trụ quốc tế trong khoảng hai tiếng rưỡi.

Thang máy không gian của Obayashi là một dự án đầy tham vọng với tiềm năng to lớn trong việc thay đổi cách thức con người tiếp cận vũ trụ. Tuy nhiên, dự án này cũng tiềm ẩn nhiều thách thức và rủi ro cần được giải quyết trước khi có thể trở thành hiện thực. Hiện nay, dự án vẫn đang trong giai đoạn nghiên cứu và phát triển, và vẫn còn nhiều thời gian để đánh giá tính khả thi và tiềm năng thành công của nó.

Công ty cho biết mỗi lần phóng có thể sẽ tiêu tốn vài nghìn đô la. Tuy nhiên, so với số tiền hiện tại để đi vào vũ trụ thì con số này là khá thấp. Về mặt lý thuyết, toàn bộ thiết bị sẽ được cung cấp năng lượng bằng năng lương Mặt Trời, với trạm GEO đóng vai trò là một tấm pin Mặt Trời khổng lồ.

Yoji Ishikawa, thành viên bộ phận sáng tạo công nghệ tương lai của công ty, nói với Business Insider rằng mặc dù việc xây dựng thang máy khó có thể bắt đầu vào năm 2025 như ước tính ban đầu khi công ty lần đầu tiên công bố kế hoạch của họ vào năm 2012, nhưng Tập đoàn Obayashi vẫn đang “tham gia vào nghiên cứu và phát triển” dự án này.