Lên vũ trụ bằng thang máy

Theo Pravda, ý tưởng đầu tiên về việc chế tạo một chiếc thang máy để lên vũ trụ được Tsiolkovski đề xuất từ năm 1895, khi ông công bố những tài liệu về việc xây dựng một công trình xây dựng gọi là “tháp quỹ đạo”. Năm 1960, một kỹ sư Liên Xô tại Leningrad là Iu. N. Arsutanov đã viết một bài báo tựa đề là “Lên vũ trụ băng thang điện”, trong đó  tác giả nêu ý tưởng một chiếc thang máy vũ trụ sẽ là một phương tiện kinh tế, an toàn và hiệu quả để lên quỹ đạo. Ý tưởng này đã được giới khoa học đánh giá cao, coi như một bước đột phát trong việc chinh phục không gian.

Ý tưởng của Arsutanov dựa trên việc kết nối những chiếc vệ tinh địa tĩnh (tức vệ tinh chuyển động cùng chiều với tốc độ quay của Trái đất nên tọa độ không thay đổi, coi như đứng yên so với Trái đất) bằng dây cáp với Trái đất. Chính Tổ chức Spaceward coi đây là một sáng kiến xuất sắc, đã vinh danh Arsutanov bằng cách lấy tên ông đặt cho một thông số cơ bản của dây cáp nối liền mặt mặt đất với vệ tinh là Yuri. Đó là tỷ số giữa độ bền đứt và tỷ trọng của vật liệu. Ví dụ độ bền riêng của một sợi dây thép là 0,5 Myuri và để chế tạo một chiếc thang vũ trụ độ bền riêng tối thiểu của vật liệu là 20 đến 30 Myuri, và thông số tối đa là 45-100 MYuri.

Thiết kế của thang máy vũ trụ

Сàng ngày các chuyên gia vũ trụ càng tin rằng một chiếc thang vũ trụ là rất khả thi. Nó cho phép giảm chi phí đưa các tải trọng lên quỹ đạo so với việc phóng lên bằng tên lửa. Vấn đề cơ bản là lựa chọn loại vật liệu có khả năng giữ được trọng lượng của chiếc thang dài đến như vậy. Sau những năm 1990, người ta đã chế tạo được những chiếc ống nano cacbon có độ bền giới hạn rất cao để thực hiện ý tưởng độc đáo này.

Năm 2009 NASA đã ký hợp đồng trị giá 900 nghìn đôla cho Công ty LaserMotive để nghiên cứu thiết bị nâng tự động hóa, điều khiển bằng laser. Đó chính là để chi cho việc chế tạo cáp bằng những ống nano cacbon. Phức tạp nhất là các cơ cấu kết nối. Hãng Obayashi Corp. đang tập trung giải quyết khâu này.

Theo hình dung của Iu. N. Arsutanov, cabin thang máy tuy nhỏ nhưng chứa được tới 30 người, được nâng lên theo đường thẳng nhờ động cơ điện. Tốc độ nâng cabin là 200 km/giờ. Do vậy, để lên tới quỹ đạo của vệ tinh địa tĩnh phải mất 8 ngày rưỡi. Thiết bị không chỉ dùng để đưa người lên quỹ đạo mà còn đưa cả những tải trọng khác.

Chiều dài của dây cáp thang máy vũ trụ là 96.000 km bằng 1/4 khoảng cách từ Trái đất đến Mặt trăng. Một đầu của thang máy là “nhà ga vũ trụ” nằm dưới đáy đại dương, còn đầu kia là đối trọng của nó trên quỹ đạo vòng quanh Trái đất. Cách đơn giản nhất là dùng chính dây cáp làm đối trọng, mà theo tác giả của dự án nó sẽ dài hơn quỹ đạo địa tĩnh của Trái đất 60.000 km. Phía trên của thang máy sẽ là phòng ở và phòng thí nghiệm. Điện cung cấp cho toàn bộ hệ thống này là pin mặt trời.

Hiện chưa có cách làm thế nào để bảo đảm cuộc sống cho những “hành khách” khi thanhg máy chuyển động trong không gian vũ trụ cũng như bảo vệ cho dây cáp khỏi tác dụng của khí quyển. Song chắc chắn những vấn đề này có thể giải quyết được.

Một chuyến khứ hồi của thang máy mất 15 ngày, mỗi lần chở được 30 người (chừng 3 tấn), như vậy 1 năm chỉ chuyên chở được 73 tấn. Khối lượng đó không phải là nhiều, chỉ tương đương một tên lửa chuyên chở những năm 60 của thế kỷ trước. Cho nên, ngay từ bây giờ phải nghĩ đến việc tăng trọng tải và tốc độ của thang máy mới có khả năng cạnh tranh.

Cuối cùng là vấn đề kinh phí cho dự án. Kinh tế Nhật đang gặp khó khăn, có lẽ cần sự đóng góp của Mỹ và Nga để hiện thực hóa dự án tốn kém này, song hai cường quốc vũ trụ nói trên cũng đều không đảm bảo được khả năng tài chính cho chương trình của chính họ.