Bảo vệ thang máy vũ trụ

Tác động của bức xạ vũ trụ đó có thể gây tổn thương nghiêm trọng đối với hành khách nếu không áp dụng các biện pháp bảo vệ đặc biệt vì họ sẽ phải chịu tác động bức xạ cao gấp 200 lần so với bức xạ mà các phi công vũ trụ trong kíp lái tàu Apollo phải chịu đựng. Các biện pháp bảo vệ này làm phức tạp thêm các giải pháp kỹ thuật liên quan đến việc thiết kế thang máy vũ trụ và làm gia tăng đáng kể chi phí chế tạo.

Kết cấu thang máy vũ trụ đơn giản nhất bao gồm một hệ thống dây tời siêu bền kéo dài từ xích đạo và dài tới 100.000 km lên Vũ Trụ và được giữ cân bằng bởi một vật đối trọng ở đầu cuối, giống như hòn đá được gắn vào đầu dây thừng và được quay vòng quanh một điểm tựa ở trung tâm. Chuyển động dọc theo hệ thống dây tời này là một cabin chạy bằng động cơ được phát điện bằng tia laser để đẩy thang máy từ dưới lên.

Phương án bảo vệ đầu tiên là cho thang máy di chuyển từ xích đạo lên độ cao lớn hơn. Lúc đó thang máy vũ trụ sẽ chịu tác động yếu hơn từ vành đai bức xạ. Nhưng ở đây lại vấp phải khó khăn về độ ổn định của hệ thống dây tời. Từ bề mặt Trái Đất, dây tời sẽ đi vào vũ trụ không phải theo phương thẳng đứng mà là dưới một góc nhọn và đầu cuối của dây tời vẫn phải gắn kết với bề mặt xích đạo. Với góc nhọn đó, thang máy sẽ đi một khoảng cách lớn hơn so với khi phóng từ xích đạo.

Khả năng thứ hai là lắp một lá chắn bảo vệ chống lại bức xạ vũ trụ ngay trên tuyến dây cáp. Cabin thang máy vũ trụ sẽ đi kèm lá chắn bảo vệ này trước khi bay vào vành đai bức xạ. Nhưng giải pháp đó sẽ làm phức tạp kết cấu của hệ thống và làm cho hoạt động của thang máy không được ổn định. Còn một giải pháp nữa là lắp bức tường bảo vệ dày cho cabin thang máy. Trường hợp này sẽ làm tăng chi phí năng lượng khi phóng thang máy và làm phức tạp thêm kết cấu.

Giải pháp cuối cùng là lắp một hệ thống từ trường bảo vệ cabin chống lại các tia vũ trụ tích điện. Hiện nay, các kỹ sư đang xem xét phương án đơn giản nhất là tăng chiều dày của cabin và làm cho trọng lượng của nó lên tới khoảng 100 tấn. Với trọng lượng đó, ngay cả việc sử dụng các sợi nano siêu bền cũng không đủ để tạo ra hệ thống dây tời đủ bền dùng cho thang máy vũ trụ. Trong 2 năm 2005 và 2006, các nhà khoa học đã tổ chức các cuộc thi thiết kế thang máy vũ trụ, những chưa ai giành chiến thắng.

Nguồn: KH&ĐS số 94 Thứ Sáu 24/11/2006