Nhịp sống số

Startram, dự án tàu siêu tốc đi vào không gian

Startram, dự án tàu siêu tốc đi vào không gian
Hiện nay, mặc dù con người đã có thể du hành vào vũ trụ và xây dựng các trạm không gian nhằm phục vụ cho việc nghiên cứu, tuy nhiên việc vận chuyển người và hàng hóa vào không gian vẫn còn nhiều khó khắn và rất tốn kém. Chi phí cho việc vận chuyển 1 kg hàng hóa lên trạm vũ trụ vào khoảng 10.000 USD, còn với hành khách là khoảng 100.000 USD trên 1 kg cân nặng. Do đó đã có những ý tưởng cho một hệ thống tàu siêu tốc vào không gian, với chi phí thấp và khả năng vận hành dễ dàng.

 

Một hệ thống tàu siêu tốc như vậy có vẻ là một nhiệm vụ bất khả thi, tuy nhiên nó lại hoàn toàn có thể thực hiện được dù chỉ dựa vào những công nghệ kỹ thuật hiện tại. Tiến sĩ George Maise và James Powell là những người đã có ý tưởng phát minh ra hệ thống Startram dựa trên nguyên lý của loại tàu cao tốc Maglev chạy trên đệm từ. Với một hệ thống đường ray bằng chất siêu dẫn giúp phóng con tàu vào quỹ đạo thấp của Trái Đất.

 
Tàu siêu tốc Startram sẽ sự dụng từ tính để chạy trên đường ray nhằm làm giảm ma sát cũng như tăng tối đa tốc độ. Một hệ thống từ tính tương tự cũng được sử dụng để giúp tàu khởi hành và tăng tốc. Một tàu đệm từ bình thường có vận tốc trên 500 km/h, trong khi một tâu Startram sẽ có tốc độ gấp 50 lần nhưng có cùng nguyên lý hoạt động.
 

 
Một trong những thử thách lớn nhất là hệ thống khởi động giúp phóng con tàu vào không gian. Đường ray sẽ phải dài ít nhất là 2000 km để con tàu đạt được vận tốc cần thiết trước khi bay vào quỹ đạo. Hệ thống đường ray có thể đặt ngang theo bề mặt Trái Đất như những đoàn tàu bình thường. Tuy nhiên một tàu cao tốc di chuyển với tốc độ siêu thanh sẽ tạo ra sóng xung kích, do không khí xung quanh nó bị nén dưới áp lực rất lớn, tạo ra những sóng chấn động có sức phá hủy vô cùng lớn.
 

 

Để giải quyết vấn đề này, hệ thống tàu Startram sẽ được đặt trong một ống chân không với mật độ không khí tương đương với tầng khí quyển ở độ cao 75 km. Tuy nhiên sau khi phóng ra khỏi hệ thống khởi động, tàu Startram sẽ phải phá vỡ bức tường không khí với lực cản gấp vài trăm lần trọng lực. Để giảm thiểu hiệu ứng này, ống chân không của Startram sẽ phải được nâng lên độ cao khoảng 20km. Ở độ cao này lực cản không khí chỉ còn khoảng 3 lần trọng lực Trái Đất, và nhanh chóng giảm khi tàu đạt đến độ cao cao hơn.
 

 
Hệ thống ống phóng mới này lại đặt ra một vấn đề là làm sao để giữ đầu ra của ống ở trên không. Powell và Maise nhận ra rằng, các ống phóng có thể được từ tính để bay lên độ cao này. Nếu chúng ta lắp đặt một hệ thống cáp siêu dẫn trên mặt đất mang theo 200 triệu ampe, và cáp siêu dẫn trong ống ra mang 20 triệu ampe, thì ở độ cao 20 km sẽ có một lực nâng từ tính khoảng 4 tấn trên một mét cáp chiều dài, đủ để nâng ống phóng.
 

 
Các ống phóng sẽ được cố định bởi các sợi dây làm từ vật liệu cao phân tử (Ultra-High polyetylen), sử dụng kỹ thuật hermoplastic, mật độ phân tử có thể đạt tới 3,0-9,2 triệu phân tử. Mật độ này có nhiều khả năng như chịu mài mòn cao, khả năng chịu lực, khả năng chống ăn mòn, kháng nhiệt độ thấp, tác động hấp thụ ...
 

 
Powell mà Maise cho rằng dự án của họ cần tới 60 tỷ USD. “Phiên bản chở hàng chỉ cần 20 tỷ USD và có thể được hoàn thành trong 10 năm. Với phiên bản có khả năng chở người, chúng tôi cần 60 tỷ USD và 20 năm”, Powell nói.
 
Các nhà khoa học của Cơ quan Hàng không vũ trụ Mỹ (NASA) đã xem xét ý tưởng dự án và kết luận rằng đây là một dự án khả thi. Theo họ, sau khi Startram ra đời, chi phí đưa người lên không gian sẽ giảm và ngành du lịch vũ trụ sẽ bùng nổ. Con người còn có thể dùng Startram để khai thác khoáng sản từ các thiên thạch. Tàu đệm từ không gian cũng trở thành phương tiện vận tải hữu ích để con người tránh các cuộc chiến tranh hay thiên tai.