NASA tham gia phát triển phi thuyền không gian nhanh gấp 5 lần âm thanh

Vào tháng tư vừa qua, nhóm nghiên cứu không gian bao gồm huyền thoại Stephen Hawking đã công bố dự án khám phá không gian ở những thiên hà khác bằng các sử dụng laser để phóng một tàu không gian có kích thước chỉ tương đương với lá tem trên bưu thiếp đến hệ sao Alpha Centauri.

Nếu tàu có thể đạt được tốc độ như tính toán thì cũng cần đến 20 năm để đến được thiên hà xa xôi đó nhưng làm thế nào để hệ thống điện tử trên tàu có thể tồn tại 20 năm trên không gian?

Vấn đề chính của chương trình thám hiểm do Hawking đề xuất đó là phóng xạ, do kích thước của tàu nên sẽ bị ảnh hưởng bởi các tia phóng xạ năng lượng cao trong môi trường vũ trụ tương tự như cơ thể con người. Lớp silicone bao phủ của tàu không gian Nano (tên con tàu của chương trình thám hiểm) sẽ bị ăn mòn nhanh chóng và sẽ không thể kéo dài hoạt động đến 20 năm như mong đợi. Nhóm nghiên cứu từ NASA và Viện Khoa Học Công nghệ Hàn Quốc cho biết.

Stephen Hawking và dự án Breakthough Starshot.

Để giải quyết vấn đề này thì ta có thể lựa chọn tuyến bay thích hợp sao cho ít bị tác động bởi phóng xạ nhất có thể. Nhưng nhược điểm của phương pháp này chính là quãng đường sẽ bị kéo dài quá mức và không đảm bảo rằng tia phóng xạ từ vũ trụ không tác động lên tàu.

Một lựa chọn khác chính là gia cường lớp bảo vệ để giúp tăng khả năng bảo vệ trước các phóng xạ vũ trụ nhưng khối lượng tăng thêm này sẽ kéo dài thời gian bay cũng như làm giảm tốc độ bay xuống đáng kể.

Phương án khả thi nhất được đề xuất đó là bổ sung tính năng tự sửa chữa cho lớp bảo vệ của tàu không gian Nano. "Công nghệ tự phục hồi đã xuất hiện nhiều năm nay" – Jin Woo Han, nhà nghiên cứu Nasa cho biết tại Hội Thảo IEEE mới đây.

Kế hoạch chế tạo tàu không gian có tốc độ nhanh gấp 5 lần tốc độ âm thanh của Hawking.

Sử dụng một kỹ thuật mới gọi là "Cổng đa hướng" – sơi nano bán dẫn được phát triển bởi KIST – Viện Khoa Học Kỹ Thuật Hàn Quốc, nhóm nghiên cứu cho biết sẽ có thể sử dụng dòng điện để làm nơi chi chứa bên trong tàu Nano nhằm mục đích tự phục hồi sữ chữa khi bị hư hỏng do phóng xạ vũ trụ.

Ý tưởng ở đây chính là con chip chứa bên trong tàu sẽ bị giảm năng lượng sau một vài năm và khi đó nó sẽ được phục hồi bởi các sợi nano bán dẫn và có thể tiếp tục hành trình với trạng thái tốt nhất.

Trong nghiên cứu thì các thí nghiệm cho thấy quá trình tự phục hồi đối với bộ nhớ chính là 10.000 lần còn Bộ nhớ đệm là 1012 lần. Đây chỉ mới là một đề xuất để giải quyết vấn đề cho tàu Nano và vẫn chưa nhận được bất kỳ sự đánh giá nào từ các tổ chức độc lập. Tuy nhiên, nhóm cho biết đây có thể chính là chìa khóa cho giải pháp giúp tàu không gian Nano thực hiện sứ mệnh của mình.

Dĩ nhiên yếu tố điện tử chỉ là một phần nhỏ trong cả dự án lớn này và vẫn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác.

Sợi nano bán dẫn có thể là giải pháp cho vấn đề phóng xạ vũ trụ.

Nếu tàu Nano đi vào không gian thì ngoài các tia phóng xạ vũ trụ ra tàu phải đối mặt với nhiều nguy hiểm khác như là bụi vũ trụ, khí lơ lửng và những thiên thể lơ lửng nữa.

Đầu năm sau, chương trình thám hiểm vũ trụ Starshot sẽ bắt đầu chuỗi các thí nghiệm đánh giá nguy hiểm và tác động của bụi và vật chất nguy hiểm. Đến lúc đó chắc chắn hệ thống bảo vệ của tàu sẽ được cân nhắc tới.

Sẽ còn nhiều nghiên cứu được tiến hành trước khi sứ mệnh thú vị này được thực hiện. Nhưng với chúng ta thì thật háo hức để chứng kiến sự phát triển của chương trình thám hiểm không gian điên rồ này thành sự thật.

Nghiên cứu đã được trình bày tại hội thảo quốc tế về thiết bị điện tử tại San Francisco trong tuần qua.