Về những siêu cỗ máy vũ trụ trong tương lai

Thật sự, tên lửa chả chở theo gì cả, và thay vào đó nó chở theo vài tấn nhựa cao cấp cùng các thành phần vải thô có sẵn, loại vật liệu cho là "thức ăn" cho cỗ máy in 3D đang đợi sẵn trên quỹ đạo. Tới lúc đó loại máy in tương lai này sẽ dùng nhựa và vải thô để tạo nên một vệ tinh chức năng trải dài vài dặm. Vệ tinh rộng 1 dặm? Quả là không bình thường!

Nhưng chính xác ngành công nghiệp không gian đang dồn tâm sức vào nó. Trong tương lai, những viễn vọng kính không gian khổng lồ, các vệ tinh thông tin liên lạc, những mảng kính mặt trời và nhiều trạm vũ trụ sẽ lấp đầy bầu trời quanh trái đất, và nhiều loại trong số chúng có kích thước lớn, bỏ xa những thứ cùng loại đang được xây dựng trên trái đất.

Siêu máy in vũ trụ

Đặt trụ sở ở Mountain View (tiểu bang California, Mỹ), hãng Sản xuất trong vũ trụ (Made In Space) đang biến giấc mơ thành sự thật. Chỉ trong vài năm qua, hãng này đã hoạt động Cơ sở sản xuất phụ gia (AMF) tạo ra một trong những chiếc máy in 3D đầu tiên trong vũ trụ. Trong khi AMF lắp đặt ổn thỏa trên Trạm không gian quốc tế (ISS) thì hãng Made In Space hiện đang có các kế hoạch tung ra một loại máy in mới hoạt động độc quyền trong môi trường vũ trụ.

Phiên bản mới có tên Archinaut dự kiến sẽ phóng lên vũ trụ vào cuối năm 2020 này. Những cỗ máy trong tương lai như Archinaut gần như in được mọi thứ trong quỹ đạo - nơi không bị giới hạn về kích thước. Ông Andrew Rush, CEO kiêm chủ tịch của Made In Space khẳng định: "Chúng tôi có thể sản xuất ra những cấu trúc siêu lớn mà bình thường trên mặt đất không thể làm được. Giới hạn thực tiễn là chuyện đáng bàn: cần phải dùng bao nhiêu vật liệu cho máy in hoạt động?".

Nguyên mẫu Archinaut đầu tiên chỉ là một khái niệm bằng chứng và không thật sự sớm xây dựng vệ tinh rộng 1 dặm ở thời điểm này. CEO Andrew Rush nhấn mạnh: "Trước tiên là phải bò, kế đó là đi, rồi mới tới chạy. Chúng tôi đi từng bước sản xuất một các linh kiện giàn, xà dọc và gương nhằm cung cấp ra khả năng mà thực tế chúng tôi chưa thể đạt được".

Nhưng một khi công nghệ này rời mặt đất thì việc xây dựng những cấu trúc quy mô lớn sẽ là thứ mà các chủ nhân ông rất muốn đạt được.

Ông Rudranarayan Mukherjee, một chuyên gia về người máy học tại Phòng thí nghiệm sức đẩy phản lực (JPL) của NASA, quả quyết: "Có rất nhiều thách thức công nghệ cần phải vượt qua. Những vấn đề như tự chủ, thao tác, nhận thức và kiểm soát lực, đo lường... tất cả những lĩnh vực này các người máy của chúng ta cần phải cải thiện để phù hợp. Người máy cần phải "thấy" thứ đang làm và xâu chuỗi tinh xảo các thành phần lại với nhau với rất ít hoặc không cần con người giám sát".

Ông Mukherjee nói thêm: "Những vệ tinh và các cấu trúc không gian khác cũng phải được tái thiết kế hoàn toàn. Khi quý vị nói chuyện về việc tạo ra các thứ trong vũ trụ thì quý vị cũng phải động não đến các giao diện được tiêu chuẩn hóa và thử nghiệm cho môi trường đó, cung cấp các khía cạnh cấu trúc, thông tin liên lạc, đường dây điện được tái thiết kế cũng như các khía cạnh nhiệt".

Những linh kiện của tàu vũ trụ phải được ráp lại với nhau như trò chơi xếp hình Lego, chúng phải vừa khít với nhau, đồng thời còn phải cho các kết nối điện và dữ liệu được đồng bộ. Đây chính là trái tim của thứ mà CEO Andrew Rush đang dấn thân. Ông Rush tin rằng chỉ trong vài thập niên tới, sản xuất trong vũ trụ sẽ đi đến bước gọi là "chuyển đổi căn bản".

Nếu một khi những công nghệ dạng mang tính khả thi chế ra những cấu trúc siêu lớn trong vũ trụ thì nhiều người cũng háo hức xây dựng chúng. Ông Andrew Rush đề cập tới "các gương phản xạ lớn hơn ISS" cũng như những ăng-ten cực dài" đó chắc chắn là những cấu trúc được sử dụng hữu ích và dễ xây dựng.

Siễu viễn vọng kính

Nhưng thứ mà CEO Andrew Rush thực sự rất hào hứng và có tiềm năng để xây dựng trong vũ trụ là các viễn vọng kính khổng lồ. "Cộng đồng khoa học chúng tôi đang rất cần những thiết bị viễn vọng kính dài từ 15m, 30m hoặc thậm chí là 100m trong tương lai gần", ông Rush phát biểu.

Mô hình viễn vọng kính không gian siêu lớn đang được NASA phát triển, một ngày gần nhất nó sẽ bay vào vũ trụ. Ảnh nguồn: SpaceRef.

Còn ông Nick Siegler, kỹ thuật viên trưởng của JPL nhất trí rằng lắp ráp trong vũ trụ sẽ là một yêu cầu bắt buộc. Ông Siegler lập luận: "Khi con người muốn có thêm những viễn vọng kính lớn hơn nữa thì tại một số điểm chúng ta đã có những loại kính vượt xa kích thước của loại gắn trên tên lửa. Nếu điều đó thực sự xảy ra thì không còn cách nào khác là buộc phải lắp ráp trong vũ trụ. Việc lắp ráp các viễn vọng kính lớn trong vũ trụ chỉ còn là vấn đề khi nào mà thôi". Bản thân ông Siegler cũng tỏ ra phân vân: "Chính xác thì "khi nào" còn là câu hỏi bỏ ngỏ. Nó có thể là thập niên tới, hoặc 2, 3, 4 thập niên tới".

Khi các loại tên lửa ngày một lớn hơn như Falcon Heavy (Space X) hoặc tên lửa tương lai BFR (Space X) thì kích cỡ của các bộ phận viễn vọng kính cũng tăng theo. Viễn vọng kính lớn hơn đồng nghĩa sẽ được phóng cùng với tên lửa trên mặt đất mà không cần được lắp ráp trong vũ trụ.

Ông Siegler giải thích: "Tên lửa Falcon Heavy có một viễn vọng kính khá lớn, kích cỡ khoảng 5m, vì thế mà các viễn vọng kính tương lai cũng sẽ tự động "phình" lên 9m, và kích thước này có thể thực hiện nhiều lĩnh vực khoa học đặc biệt hữu ích".

Khi các nhà khoa học cần viễn vọng kính lớn hơn, họ có thể sử dụng Hệ thống phóng vũ trụ (SLS) của NASA. Bệ đỡ gắn trên tên lửa sẽ cho phép nó mang theo các viễn vọng kính 12m; và các loại viễn vọng kính được nâng cấp vào cuối thập niên 2020 hoặc đầu thập niên 2030 sẽ có kích thước tới 15m. Với loại kính 15m, nó sẽ lớn hơn bất kỳ viễn vọng kính thiên văn nào được tạo ra trên Trái đất tới gần 5m. Và trong vài thập niên tới nếu có đủ nguyên liệu và cả đủ tiền thì chúng ta có thể sẽ tạo ra những viễn vọng kính vũ trụ dài 30m hay tới cả 100m.

Văn Chương (tổng hợp)