Thang máy kết nối Trái Đất với vũ trụ?

Trong một nghiên cứu mới được xuất bản tháng 9, phiên bản thang máy vũ trụ được đề xuất sẽ kéo dài từ Mặt Trăng tới quỹ đạo Trái Đất - ở khu vực các vệ tinh hoạt động. Ông Michael Laine, Chủ tịch công ty phát triển thang máy vũ trụ LiftPort, cho biết thang máy vũ trụ khả thi về mặt công nghệ và có thể mở ra cơ hội khám phá vũ trụ mới.

Thiết kế thang máy vũ trụ

So với tên lửa, thang máy vũ trụ sẽ là cách rẻ hơn, nhanh hơn để đưa hàng hóa và con người ra khỏi Trái Đất. Đó là vì quá trình phóng tên lửa là một trong những phần khó nhất và tốn kém nhất khi di chuyển ra ngoài vũ trụ. Tính trung bình, để đưa hàng từ bề mặt Trái Đất vào vũ trụ, người ta tốn khoảng 20.000 USD/kg. Từ khi chương trình tàu con thoi vũ trụ của Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) chấm dứt năm 2011, các công ty tư nhân đã làm dịch vụ đưa hàng hóa vào Trạm Không gian Vũ trụ.

Theo ông Tyler Harris, kỹ sư tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Tây Bắc Thái Bình Dương, thang máy vũ trụ sẽ là nhân tố thay đổi cuộc chơi xét về mặt kinh tế trong ngành vũ trụ. Một số ước tính cho thấy thang máy thiết kế tốt sẽ giảm chi phí vận chuyển hàng hóa còn 100 USD/kg, chỉ bằng 5% so với chi phí hiện nay. 

Minh họa thang máy vũ trụ nhìn từ trạm trung chuyển địa tĩnh học xuống Trái Đất.
Minh họa thang máy vũ trụ nhìn từ trạm trung chuyển địa tĩnh học xuống Trái Đất.

Ông Harris cho biết sau khi đánh giá cả ba thiết kế thang máy vũ trụ gần đây, ông phát hiện ra rằng cả ba thiết kế đều bền vững với môi trường và khả thi về mặt kinh tế.

Thiết kế cơ bản của thang máy vũ trụ sẽ gồm dây cáp có thể kéo dài từ một chỗ neo chặt trên mặt đất tới một điểm đối trọng trong vũ trụ. Xe hạng nặng có thể đi lên đi xuống theo đường cáp. Thang máy sẽ mang hàng hóa tới quỹ đạo địa tĩnh học, vượt qua khu vực mà trọng lực Trái Đất lớn nhất.

Lực ly tâm khi Trái Đất quay sẽ giúp giữ ổn định đường cáp. Để dễ hình dung, ta có thể so sánh với một sợi dây. Khi ta cầm một đầu sợi dây còn đầu kia buộc vào một hòn đá và quăng dây theo hình tròn, lực ly tâm chính là lực đẩy hòn đá ra phía ngoài và khiến sợi dây căng hết sức. Trong trường hợp thang máy vũ trụ, đường cáp sẽ như sợi dây đó và đối trọng sẽ giống như hòn đá.

Chi phí xây dựng thang máy vũ trụ là từ 1 đến 90 tỷ USD do Tập đoàn Obayashi ở Nhật Bản ước tính. Công ty này muốn làm thang máy vũ trụ vào năm 2050. Obayashi cho rằng sẽ mất 20 năm để xây dựng đường dây cáp từ một căn cứ rộng 400m dưới nước. Công ty này cho rằng thang máy vũ trụ sẽ có thể mang được phương tiện 100 tấn rời Trái Đất.

Viện hàn lâm Công nghệ Phương tiện phóng Trung Quốc dự định xây dựng thang máy vũ trụ vào năm 2045 mặc dù chưa công bố chi tiết về kế hoạch. NASA cũng đã tài trợ nghiên cứu về thang máy vũ trụ nhưng chưa bao giờ thông báo ý định xây.

Trong khi đó, Cơ quan Thăm dò Hàng không Vũ trụ Nhật Bản (JAXA) đã thực hiện một phiên bản mini thang máy vũ trụ vào tháng 9-2018 để xem thang máy phản ứng thế nào với môi trường trong vũ trụ. Thiết bị này tên là Vệ tinh Robot Tự động buộc vào vũ trụ - Thang máy mini (STARS-ME) do các nhà nghiên cứu tại Đại học Shizuoka thiết kế. Thiết bị có hai vệ tinh CubeSta. Mỗi chiếc đều có thể liên lạc với mặt đất. Hai chiếc có dây cáp dài 14m nối với nhau. Thiết bị trên được ra mắt thành công, nhưng các nhà nghiên cứu gặp khó khăn trong liên lạc với một CubeSat. Họ vẫn chưa xác định được phương tiện có đi lên đi xuống cáp thành công hay không. Nhóm nghiên cứu Nhật Bản này cũng định thực hiện một phiên bản thang máy vũ trụ to hơn.

Trở ngại lớn

Phần khó khăn nhất khi xây thang máy vũ trụ là tìm đúng vật liệu làm dây cáp. Dây cáp sẽ phải chịu đựng thời tiết trong khí quyển Trái Đất, bức xạ từ Mặt Trời và tác động của các thiên thạch, mảnh vỡ. Nhiều người cho rằng ống nano carbon có thể phù hợp. Chiều rộng của ống carbon rỗng này chỉ tính bằng nanomet nhưng nó cứng hơn thép 100 lần. Vấn đề là những sợi nano carbon này hiện chỉ dài vài mét là hết cỡ. Chưa ai có thể làm sợi dây nào đủ dài cho chiếc thang máy vũ trụ kéo dài ít nhất 35.400km.

Một trở ngại nữa khiến thang máy vũ trụ khó thực hiện là mảnh vỡ trong vũ trụ. Cơ quan Vũ trụ châu Âu ước tính có 128 triệu vật thể nhỏ hơn 1cm và 90.000 vật thể có kích thước từ 1-10cm đang quay quanh quỹ đạo Trái Đất. Thang máy vũ trụ sẽ va chạm với các vật thể này và sẽ không thể chịu được.

Tuy nhiên, Mặt Trăng không phải đối mặt với các loại mảnh vỡ đó và trọng lực trên Mặt Trăng nhỏ hơn nên có nhiều vật liệu có thể chịu đựng trọng lượng của chúng. Vì thế, một số nhà nghiên cứu cho rằng Mặt Trăng sẽ là nơi tốt hơn để bắt đầu làm thang máy vũ trụ

Thang máy trên Mặt Trăng có thể khiến các sứ mệnh hạ cánh tại đây dễ dàng hơn nhiều và giúp thiết lập một căn cứu lâu dài trên đó. Các sứ mệnh trong tương lai có thể tham vọng hơn thay vì chỉ loanh quanh khám phá Mặt Trăng. Khác với thang máy vũ trụ vươn lên từ Trái Đất, thang máy trên Mặt Trăng sẽ không dùng lực ly tâm. Trọng lực sẽ giúp mọi thứ dễ dàng hơn.

Tại công ty LiftPort, ông Laine cũng đang nghiên cứu ý tưởng thang máy trên Mặt Trăng. Về vật liệu làm dây cáp, ông đang nghiên cứu Dyneema - một loại sợi nhựa polyethylene bền hơn thép 15 lần. Tuy nhiên, Dyneema không phải vật liệu phù hợp hoàn hảo vì nó không chịu được phóng xạ tốt như ông Laine mong muốn. LiftPort cũng thí nghiệm cả với Kevlar và ống nano carbon.

Một phân tích tính toán rằng chỉ với 53 lần sử dụng thang máy trên Mặt Trăng là đã thu đủ tiền bù vào chi phí xây dựng. Vì với thang máy này, chi phí hạ cánh trên Mặt Trăng có thể giảm ít nhất 2/3 và chi phí cho các sứ mệnh quay trở về Trái Đất cũng giảm ít nhất 9 lần.

Dù vậy, hiện giờ thang máy vũ trụ vẫn chỉ là lý thuyết. Nhóm nghiên cứu ở LiftPort cần nghiên cứu tác động đối với hàng hóa khi nhiệt độ thay đổi nhanh chóng trong quá trình được vận chuyển bằng thang máy vũ trụ. Cũng cần xác định cách bảo vệ hàng hóa khỏi bức xạ Mặt Trời và cách giúp dây cáp có thể chịu được thay đổi khí quyển. Đó là chưa kể tới rất nhiều công việc hậu cần phức tạp cần nghiên cứu khi xây một thang máy khổng lồ như vậy.

Nhưng nếu thang máy vũ trụ thành hiện thực, con người có thể tiếp cận nguồn lực trong vũ trụ. Các hành tinh nhỏ có thể là một kho báu vì chúng chứa rất nhiều thứ quý giá như vàng, bạch kim và sắt. Khai mỏ trên các hành tinh nhỏ này có thể giúp con người không cần đào bới các kim loại này từ Trái Đất.

Thùy Dương

Các tin khác

Côn trùng gắn công nghệ của tương lai

Côn trùng gắn công nghệ của tương lai

Công ty khởi nghiệp của Đức SWARM Biotactics chế tạo côn trùng lai máy móc phục vụ mục đích quốc phòng - nhưng đây không phải là lần đầu tiên các nhà khoa học gắn camera lên những loài côn trùng. Các nhà nghiên cứu điều khiển côn trùng bằng cách gửi xung điện đến râu của chúng, khuyến khích gián di chuyển. Nếu thành công, các đàn robot này có thể được sử dụng cho nhiều nhiệm vụ như trinh sát hoặc tìm kiếm cứu nạn.

Ngăn chặn UAV gây mất an toàn bay

Ngăn chặn UAV gây mất an toàn bay

Thời gian vừa qua, trong khu vực cấm, hạn chế bay ở sân bay Tân Sơn Nhất, TP Hồ Chí Minh liên tục xuất hiện UAV hoạt động. Tình trạng này không những gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến an toàn của những chuyến bay ở cả hai chiều cất, hạ cánh; mà còn khiến nhiều chuyến bay phải tạm dừng nhiều giờ liền, nhiều chuyến phải hạ cánh gấp hoặc di chuyển đến sân bay khác để dừng chờ; gây thiệt hại hàng chục, thậm chí hàng trăm tỷ đồng cho nhiều loại chi phí.

Vì sao “Mái nhà thế giới” trở thành nguồn cơn thảm họa?

Vì sao “Mái nhà thế giới” trở thành nguồn cơn thảm họa?

Một khối băng và đá trên dãy Langtang bất ngờ sụp xuống, kéo theo lũ bùn đá tràn qua biên giới Trung Quốc và Nepal, phá hủy cửa khẩu, đường sá, nhà máy điện và nhiều khu dân cư. Nhưng Rasuwa không chỉ là câu chuyện về một thiên tai dữ dội, nó cảnh báo một thực tế rất đáng lo ngại. Himalaya,“mái nhà thế giới” và nguồn nước của phần lớn châu Á, đang biến đổi nhanh trong khi hạ tầng và các hành lang kết nối ngày càng tiến sâu vào những vùng núi dễ tổn thương. Khi băng, đá, nước và địa hình cùng mất ổn định, một biến cố trên sườn núi có thể nhanh chóng trở thành khủng hoảng xuyên biên giới.

Màn giăng bẫy khách hàng vào Spa đã bị triệt phá như thế nào?

Màn giăng bẫy khách hàng vào Spa đã bị triệt phá như thế nào?

Cơ quan CSĐT Công an tỉnh Bắc Ninh đã khởi tố vụ án, khởi tố bị can đối với 5 đối tượng vì có hành vi lừa dối khách hàng. Các đối tượng trên là chủ cơ sở, “bác sĩ”, “khách hàng” của Spa Sigma và Spa “Royal Luxury” ở tỉnh Bắc Ninh với những thủ đoạn lừa dối khách hàng hết sức bài bản, tinh vi.

Thiếu tướng Trịnh Xuân Thu luôn hướng về quê hương bằng những việc làm ý nghĩa để tri ân Mẹ Việt Nam anh hùng và các anh hùng, liệt sĩ.

Công an tỉnh Thanh Hóa phát huy truyền thống anh hùng

Trong cuộc kháng chiến chống Mỹ, cứu nước, Thanh Hóa là một trong những địa bàn trọng điểm bị không quân, hải quân Mỹ đánh phá ác liệt. Hàm Rồng, Nam Ngạn, Phà Ghép, Đò Lèn, Đồi Nhơm... trở thành những “tọa độ lửa” trên tuyến chi viện chiến lược. Mỗi cây cầu, bến phà, cung đường nơi đây đều ghi dấu những trận đánh khốc liệt và sự hy sinh của quân, dân Thanh Hóa để giữ vững mạch giao thông ra tiền tuyến.

“Tế Điên” và lời hứa hoàn lương dang dở

“Tế Điên” và lời hứa hoàn lương dang dở

Bỏ học từ lớp 4, lang thang ở ga Nam Định rồi trượt dài từ trộm cắp, cướp tài sản đến ma túy, Nguyễn Văn Thùy dành hơn 20 năm cuộc đời để... đi tù. Khi trở về, những tưởng đã "rẽ lối" thành công sang lĩnh vực truyền thông với hình ảnh “Tế Điên” trên mạng xã hội, kể chuyện tù tội và khuyên giới trẻ hoàn lương, nhưng, như một diễn viên quen "ăn đèn" sân khấu, “Tế Điên" một lần nữa vướng vòng lao lý cũng chính bởi những phát ngôn thiếu kiểm soát của mình.

Về "khẩu súng gây đau tim" của CIA

Về "khẩu súng gây đau tim" của CIA

Mỹ đã tham gia công ước cấm vũ khí sinh học, nhưng Cục Tình báo Trung ương Mỹ (CIA) lại bí mật phát triển một loại vũ khí ám sát bí mật: "khẩu súng gây đau tim". Sự thật khí tài này vừa được tạp chí trực tuyến Cơ khí phổ thông (PMC) Mỹ lật lại trong số ra trung tuần tháng 8/2026.

8 công nghệ hoạt động như… “phép thuật”

8 công nghệ hoạt động như… “phép thuật”

Một số công nghệ đột phá vẫn mang lại cảm giác như thể chúng được hiện thực hóa từ truyện hư cấu, ngay cả khi chúng đã xuất hiện được một thời gian. Đó là bởi vì chúng ta học cách áp dụng chúng vào cuộc sống hàng ngày thông qua các ứng dụng và thiết bị mà chúng hỗ trợ, nhưng chúng ta lại không bao giờ dành thời gian để tìm hiểu điều gì làm cho những công nghệ này hoạt động.

AI và cuộc chiến giành quyền viết luật chơi

AI và cuộc chiến giành quyền viết luật chơi

Bên dưới bề nổi của cuộc thương chiến vi chip bán dẫn đang nổi bật trên các trang báo quốc tế là một cuộc chiến ngầm khốc liệt hơn gấp bội: Cuộc đua áp đặt thể chế, giành quyền định đoạt trật tự số toàn cầu. Xem ra, quyền lực đích thực của kỷ nguyên mới không nằm ở chỗ ai làm ra con chip nhanh nhất, mà thuộc về kẻ quyết định AI được phép vận hành theo những quy tắc nào.

Chiều 6/8, việc công an xuất hiện tại nhà Bùi Xuân Huấn đã thu hút nhiều người quay phim, phát trực tiếp qua mạng xã hội

Một thập niên nổi tiếng nhờ thị phi

Không có chuyên môn, nghề nghiệp nổi bật làm bệ phóng, Bùi Xuân Huấn, tức Huấn “Hoa Hồng” vẫn xây dựng được sức ảnh hưởng lớn trên mạng xã hội bằng những màn khoe tiền, phát ngôn gây sốc và các bài giảng về “đạo lý”. Từ một hiện tượng mạng mang màu sắc “giang hồ”, Huấn từng bước thương mại hóa sự nổi tiếng, tham gia kinh doanh, bán hàng trực tuyến và làm từ thiện. Tuy nhiên, hành trình ấy cũng liên tục đi kèm tranh cãi, những lần bị xử phạt và gần đây nhất là việc cơ quan điều tra có mặt tại nơi ở của người này.

Thư cảm ơn của tỉnh ủy lai châu tới công ty TNHH KF FAN của ông Trần Đình Tiệp sau khi ông gửi 1,1 tỉ đồng ủng hộ đồng bào khó khăn

Khánh Sky và kết cục được báo trước

Từ một vụ tranh cãi về hoạt động từ thiện, câu chuyện nhanh chóng leo thang thành những màn livestream chửi bới, kéo đến tận nơi đối chất, rồi kết thúc bằng việc cơ quan công an vào cuộc. Đằng sau vụ việc Khánh Sky là một hiện tượng đáng báo động hơn: Nhiều gã “giang hồ mạng” hiện nay đang kiếm cơm bằng những drama gây tranh cãi và vướng vào pháp luật như là kết cục đương nhiên.

Trung tá Nguyễn Ngọc Tiến cùng đồng nghiệp nghiên cứu kịch bản trước khi quay phim

Người kể chuyện pháp luật bằng những thước phim triệu view

Đoạn clip ghi lại hình ảnh một trung tá CSGT phụ vợ bán nước mía sau giờ làm việc bất ngờ thu hút hàng triệu lượt xem, giúp nhiều người biết đến Trung tá Nguyễn Ngọc Tiến, cán bộ Phòng CSGT Công an TP Hà Nội. Phía sau khoảnh khắc đời thường ấy là một hành trình hơn 20 năm bền bỉ đứng giữa những ngã tư Thủ đô, chứng kiến biết bao mất mát vì tai nạn giao thông, thế nên, cách mà anh Tiến tuyên truyền pháp luật bằng những clip sống động khiến người dân, đặc biệt là các bạn trẻ vô cùng thích thú. Mọi người gọi anh là "Trung tá triệu view".

Những phát minh đi trước thời đại

Những phát minh đi trước thời đại

Giám sát động đất, động cơ hơi nước, phẫu thuật và vật liệu tiên tiến... Một hành trình khám phá những phát minh cổ đại đi trước thời đại.

Vũ khí Hàn Quốc đang xâm lấn thị trường châu Âu

Vũ khí Hàn Quốc đang xâm lấn thị trường châu Âu

Cuộc xung đột tại Ukraine kéo dài đã đẩy các quốc gia thành viên châu Âu của NATO vào một cuộc chạy đua vũ trang quy mô lớn chưa từng có kể từ sau Chiến tranh Lạnh. Trong bối cảnh các tập đoàn công nghiệp quốc phòng nội địa phương Tây bị quá tải và Mỹ có dấu hiệu muốn giảm bớt vai trò đầu tàu dẫn dắt phòng thủ cựu lục địa, một hiện tượng địa chính trị kỳ lạ đã xuất hiện: dòng vũ khí từ cường quốc công nghiệp Đông Bắc Á - Hàn Quốc - đang ồ ạt đổ bộ về phía Tây.

AI và mặt trận an ninh phi truyền thống

AI và mặt trận an ninh phi truyền thống

Nếu động cơ hơi nước thúc đẩy cách mạng công nghiệp, Internet mở ra kỷ nguyên kết nối toàn cầu thì trí tuệ nhân tạo (AI) đang định hình nền văn minh số của thế kỷ XXI. Tuy nhiên, bên cạnh những lợi ích to lớn, công nghệ này cũng bị các tổ chức tội phạm, mạng lưới lừa đảo và các nhóm cực đoan lợi dụng để gia tăng quy mô, mức độ tinh vi của các cuộc tấn công mạng, gian lận tài chính hay thậm chí là khủng bố.

Cuộc chiến của niềm tin

Cuộc chiến của niềm tin

Có những thứ vũ khí không phát ra tiếng nổ. Nó không để lại hố bom, không làm rung cửa kính, cũng không hiện lên trên bản đồ quân sự. Nhưng, nó âm thầm đi vào điện thoại, bảng tin, nhóm chat, những cuộc tranh luận gia đình và cả lá phiếu của cử tri. Tin giả, trong hình hài mới của thời trí tuệ nhân tạo (AI), đang trở thành một thứ vũ khí như thế.

Phát động cao điểm thi đua 70 ngày đêm lập thành tích xuất sắc chào mừng kỉ niệm 70 năm Ngày truyền thống lực lượng Cảnh sát kinh tế

Những người gác cửa vùng kinh tế Đông bắc

Suốt hơn 45 năm xây dựng và trưởng thành, từ 14 cán bộ, chiến sĩ đầu tiên đến đơn vị Anh hùng Lực lượng vũ trang nhân dân thời kỳ đổi mới, Phòng Cảnh sát điều tra tội phạm về tham nhũng, kinh tế, buôn lậu và môi trường Công an tỉnh Quảng Ninh đã lặng lẽ giữ vững trận tuyến bảo vệ nền kinh tế, đấu tranh với tham nhũng, buôn lậu, hàng giả và tội phạm kinh tế, góp phần giữ gìn kỷ cương pháp luật, môi trường đầu tư và sự bình yên của nhân dân đất mỏ.