1. Trạm vũ trụ quốc tế (ISS): 157 tỉ USD.
Đây là một tổ hợp công trình dành cho mục đích nghiên cứu không gian trên quỹ đạo cận trái đất, được coi là “vệ tinh” nhân tạo đồ sộ nhất từ trước tới nay. Năm cơ quan không gian của các nước Mỹ (NASA), LB Nga (RKA), Nhật Bản (JAXA), Canada (CSA) và 10 trong số 17 thành viên của cơ quan vũ trụ châu Âu (EKA) cùng hợp tác để tạo dựng nên ISS. Cụ thể, hiện nay ngoài 4 quốc gia kể trên có các nước Bỉ, Brazil, Đan Mạch, Đức, Hà Lan, Italia, Na Uy, Pháp, Tây Ban Nha, Thụy Điển, Thụy Sĩ cũng tham gia vào việc xây dựng ISS.
ISS được coi là kết quả của sự hợp nhất hai dự án lớn, nhưng thiếu kinh phí để có thể thực hiện riêng biệt là trạm vũ trụ Tự do (Freedom) của Mỹ và trạm vũ trụ Hòa bình 2 (Mir-2) của Nga. Nó được khởi công xây dựng năm 1988 và dự kiến sẽ hoàn tất trong năm nay.
ISS là trạm vũ trụ duy nhất có người thường trực, thực hiện các công việc nghiên cứu. Nó cũng được coi là trạm dừng chân đa năng nhất dành cho các chuyến bay giữa các vì sao trong tương lai. Thí dụ, theo dự kiến, chuyến bay đầu tiên có người lái lên sao Hỏa sẽ được tiến hành vào năm 2030. Thời gian bay từ trái đất tới đó và trở về là khoảng 500 ngày đêm. Vì thế, trên con tàu vũ trụ bay lên sao Hỏa dứt khoát phải có một nhà kính riêng để cung cấp cho các phi hành gia các vitamin, vi chất và các chất xơ.
Ngay trong thời điểm hiện tại trên ISS đã có nhà kính Lada đảm bảo các điều kiện giống hệt như trên mặt đất cho các thực vật sống trong điều kiện không trọng lượng. Các nhà khoa học đã nghiên cứu ảnh hưởng của phóng xạ tới các cơ thể sống. Hóa ra là, cả thực vật lẫn động vật đều không bị biến thái. Nhưng chỉ có thực vật mới có thể sống mà không cần tới lực hấp dẫn.
2. Máy gia tốc hạt lớn (LHC): 10 tỉ USD.
Đây là máy gia tốc hạt lớn nhất và cung cấp gia tốc mạnh nhất thế giới ở thời điểm hiện nay. Nó được thiết kế để tạo ra va chạm trực diện giữa các tia proton (một trong những loại hạt cơ bản) với động năng cực lớn. Mục đích chính của nó là phá vỡ những giới hạn và mặc định của mô hình chuẩn - những lý thuyết cơ bản hiện thời của vật lý hạt. Trên lý thuyết, chiếc máy này được cho là sẽ chứng minh được sự tồn tại của hạt Higggis. Những kết quả nghiên cứu từ LHC có thể chứng minh những dự đoán từ trước cũng như những liên kết còn thiếu trong mô hình chuẩn, và giải thích được những hạt sơ cấp khác có được những đặc tính như khối lượng như thế nào.
Về bản chất, LHC là kính hiển vi khổng lồ, do Tổ chức Nghiên cứu Hạt nhân châu Âu (CERN) chế tạo. Nó được chứa trong một đường hầm vòng tròn với chu vi 27 km, nằm ở độ sâu từ 50 đến 175 m dưới mặt đất. Đường kính hầm là 3,8 m, có cấu trúc bê tông, được xây dựng trong các năm từ 1983 đến 1988. Đường hầm này có 4 điểm chạy cắt qua biên giới Pháp – Thụy Sĩ, giữa núi Jura và dãy Alps gần thành phố Geneva, với phần lớn nằm trên nước Pháp. Trên mặt công trình bao gồm rất nhiều thiết bị hỗ trợ như máy nén, quạt gió, các thiết bị điện tử điều khiển và các thiết bị làm mát được đặt nằm bên dưới mặt đất.
Dự án xây dựng LHC được cung cấp kinh phí và chế tạo với sự tham gia cộng tác của trên tám nghìn nhà vật lý của 15 quốc gia cũng như hàng trăm trường đại học và phòng thí nghiệm.
Mặc dù trên các phương tiện truyền thông hay thậm chí tòa án có nhiều thắc mắc về tính an toàn của máy LHC, các nhà khoa học đều đồng quan điểm rằng các thí nghiệm va chạm hạt của chiếc máy này sẽ không gây ra nguy hiểm nào.
3. Kính thiên văn không gian James Webb (JWST): 6,8 triệu USD.
Đây là kính thiên văn vũ trụ, thay thế cho kính thiên văn Hubble. JWST mang tên nhà khoa học James E. Webb (1902-1992), vị Giám đốc thứ hai của NASA (từ năm 1961 tới năm 1968).
Theo dự kiến cũ, JWST sẽ đưa vào hoạt động trong không gian bằng tên lửa Ariane-5 vào khoảng tháng 9/2015. Tuy nhiên, những tính toán mới cho thấy, có thể nó sẽ được đưa vào không gian không sớm hơn năm 2018. Kinh phí dành cho nó sẽ lớn hơn dự kiến ban đầu tới 4 lần!
JWST là kính thiên văn làm việc với dải hồng ngoại, có nhiệm vụ săn tìm những thiên thể tối, nhỏ và mờ nhạt vốn rất khó tìm thấy với điều kiện thông thường. Ngoài ra, nó cũng quan sát những vật thể phát ra bước sóng lệch về phía hồng ngoại, hoặc các vật thể bị che khuất bởi các vụ nổ trong vũ trụ. Bộ chống nhiễu của nó bao gồm 5 tấm phim lọc, làm từ hợp chất giữa nhôm và polymer, dùng để chống lại ảnh hưởng của ánh sáng mặt trời. Một khi JWST được đưa vào hoạt động, vũ trụ sẽ hiện hình trước mắt các nhà thiên văn học với những đường nét chi tiết và tinh tế hơn trước rất nhiều.
Gương hội tụ của JWST có 18 tấm gương lục giác có đường kính mỗi tấm là 1,3m. Mặt sau được làm mòn bằng axit để loại trừ các kim loại lạ có thể bám vào. Các tấm gương này sẽ hội tụ ánh sáng mạnh hơn kính thiên văn Hubble đến 7-8 lần.
Dự tính JWST sẽ được đưa lên quỹ đạo cách trái đất 1,5 triệu km. Ở đó lực hấp dẫn tác động lên nó sẽ cân bằng. Tuy nhiên, trong trường hợp này, việc sửa chữa sẽ gặp khó khăn vì quá xa, chi phí để thay pin, sửa chữa hay nâng cấp một bộ phận nào đó sẽ rất tốn kém.
4. Hệ thống đánh lửa quốc gia (NIF): 4,2 tỉ USD.
Người Mỹ đã mất 12 năm để xây dựng nên công trình thử nghiệm tạo ra phản ứng nhiệt hạch nhờ sử dụng tia laser. NIF thuộc Bộ Năng lượng, được đặt ở
“Trung tâm đánh lửa”, đó là một khu nhà rộng hơn hai sân vận động cộng lại. Bên trong đó là một camera hình cầu với đường kính 10m. Ở bên trong camera đó là một quả cầu hiển vi nhỏ xíu với đường kính gần 2mm. Trong quả bầu đó là 150mcg hợp chất deuteri và triti. Đó chính là loại hợp chất được sử dụng trong bom khinh khí.
Các nhà khoa học phóng tới quả cầu siêu nhỏ 192 tia laser công suất tới 500 nghìn tỉ oát, tức là gấp một nghìn lần năng lượng mà cả nước Mỹ sử dụng trong một năm. Các tia laser làm nóng quả cầu lên tới mức áp suất bên trong nó lớn gấp 100 tỉ lần áp suất ngoài trời và nhiệt độ nhảy lên mức 100 triệu độ C (ở trung tâm mặt trời nhiệt độ cũng chỉ ở mức 15 triệu độ C). Kết quả là nảy sinh phản ứng nhiệt hạch. Một quả bom H nhỏ xíu sẽ nổ tung. Giống như sinh ra một ngôi sao tí hon mới.
Cho tới thời điểm hiện nay, các nhà nghiên cứu mới tạo được ngôi sao tí hon cháy sáng trong một phần tỉ giây. Chắc chắn phải mất rất nhiều công sức nữa mới có thể tạo nên một ngôi sao cung cấp năng lượng vĩnh cửu. Đó là một nhiệm vụ khó khăn nhưng về mặt lý thuyết, không “bất khả thi”.
5. Thống kê các loài dưới biển (CoML): hơn 1 tỉ USD.
Từ năm 2000, một nhóm các nhà khoa học quốc tế đã bắt tay vào thực hiện dự án thống kê tất cả các loài sống dưới đáy đại dương, từ Bắc Cực cho tới các vùng nhiệt đới, từ các sinh vật phù du cho tới những con cá heo khổng lồ. Họ đã công bố kết quả lao động của họ vào mùa thu năm 2010. Theo đó, đã có tới gần 6 nghìn loài sinh vật dưới biển mới được phát hiện.
Các nhà khoa học cũng tìm ra, vi sinh vật chiếm từ 50 tới 90% các loài sống dưới đáy đại dương. Tổng khối lượng của sinh vật biển có thể sánh ngang với khối lượng của 240 triệu chú voi châu Phi cộng lại.
Loài sinh vật phổ biến nhất dưới đáy đại dương là động vật giáp xác (19 %). Tiếp theo là động vật thân mềm (17%). Các loài cá, kể cả cá mập, chỉ chiếm 12%. Và chỉ có 2% sinh vật biển là thuộc dạng “các động vật có xương sống khác” - đó là các loại cá voi, sư tử biển, hải cẩu, rùa và hải tượng
