Theo Space.com, tập đoàn tên lửa quốc doanh Nga Energia đã chính thức được cấp bằng sáng chế cho một thiết kế tàu vũ trụ quay quy mô lớn. Mục tiêu của thiết kế này là giải quyết thách thức lớn nhất của các chuyến bay không gian dài ngày. Đó là sự suy yếu dần của cơ thể con người trong môi trường không trọng lực.
Thiết kế đề xuất tạo ra “trọng lực nhân tạo” bằng cách quay, tương tự cơ chế của một máy ly tâm cỡ lớn. Nhờ đó, phi hành gia có thể chịu tải trọng vật lý cần thiết để bảo vệ xương, cơ và hệ tim mạch trong thời gian lưu trú dài hạn ngoài không gian. Dù hiện chưa có nguồn lực tài chính hay mốc thời gian cụ thể, bằng sáng chế này cho thấy Nga muốn khẳng định vị thế trong một cuộc đua công nghệ không gian mới.
Thách thức sinh học của không gian
Không gian là một môi trường khắc nghiệt đối với cơ thể con người. Trọng lực đóng vai trò then chốt trong việc duy trì cấu trúc xương và hoạt động của cơ bắp. Khi không có trọng lực, cơ bắp dần teo lại và xương yếu đi.
Hiện nay, các phi hành gia trên ISS phải tập thể dục nhiều giờ mỗi ngày để đủ sức đi lại bình thường khi trở về Trái Đất. Trọng lực nhân tạo được xem là giải pháp mang tính đột phá cho các sứ mệnh thám hiểm không gian, đặc biệt là những chuyến bay liên hành tinh hoặc các nhiệm vụ quỹ đạo kéo dài.
Thiết kế của Nga hướng tới việc mô phỏng trọng lực mức 0,5g, tương đương 50% trọng lực Trái Đất. Bằng sáng chế mô tả một cấu trúc quay dạng mô-đun, trông giống một bánh xe tốc độ cao hơn là một trạm không gian hình ống truyền thống.
Trạm vũ trụ giả định này được xây dựng quanh một trục trung tâm. Cấu trúc kết hợp các phần cố định và các phần quay. Các khớp nối kín khí và linh hoạt được dùng để liên kết khu sinh hoạt với trục quay. Các mô-đun có người ở được gắn theo hướng tỏa ra ngoài, giống như nan hoa của một bánh xe.
Để tạo ra mức trọng lực 0,5g, các khu sinh hoạt sẽ nằm cách tâm quay khoảng 40 mét và quay với tốc độ năm vòng mỗi phút. Lực ly tâm sinh ra sẽ giữ phi hành gia xuống sàn, tạo cảm giác tương tự trọng lực.
Những rào cản kỹ thuật lớn
Việc xây dựng một trạm vũ trụ như vậy không hề đơn giản. Quy mô của công trình đòi hỏi nhiều lần phóng tên lửa và quá trình lắp ráp phức tạp trên quỹ đạo. Vấn đề an toàn cũng được đặt lên hàng đầu.
Bằng sáng chế đề cập đến thách thức khi ghép nối tàu vận tải. Việc đưa một con tàu tiếp cận một trạm đang quay liên tục giống như nhảy lên một vòng quay đang chuyển động. Chỉ một sai lệch nhỏ cũng có thể dẫn đến va chạm nghiêm trọng.
Nga không phải là quốc gia duy nhất theo đuổi ý tưởng này. Công ty Vast của Mỹ cũng đang phát triển các trạm không gian thương mại có trọng lực nhân tạo. NASA đã nghiên cứu những khái niệm tương tự như dự án Nautilus-X trong nhiều thập kỷ.
Dù Energia chưa cam kết ngân sách hay thời điểm triển khai, bằng sáng chế được xem là tín hiệu mạnh mẽ về tham vọng phát triển công nghệ. Thông tin này xuất hiện đúng lúc ISS bước vào giai đoạn cuối, khi NASA chuẩn bị đưa phòng thí nghiệm nặng khoảng 450 tấn này quay trở lại khí quyển một cách có kiểm soát vào năm 2030.
Với Nga, quốc gia dự kiến rời ISS vào năm 2028, thiết kế này phản ánh định hướng rời xa mô hình hợp tác quốc tế cũ và hướng tới một tương lai không gian mang tính độc lập hơn.
Song song đó, Roscosmos cũng đang xúc tiến kế hoạch xây dựng Trạm Quỹ đạo Nga, hay ROSS. Một số báo cáo cho biết cơ quan này có thể tách và tái sử dụng các mô-đun ISS cũ thay vì phóng hoàn toàn thiết bị mới.
Nga dự kiến sẽ tách các thành phần mới nhất của mình, như phòng thí nghiệm đa năng Nauka và mô-đun Prichal, ngay trước khi ISS bị đưa xuống quỹ đạo thấp vào năm 2030. Cách làm này giúp Nga tránh để các khoản đầu tư công nghệ của mình bị thiêu hủy cùng ISS.
Thiên Di
Theo Wonderful Engineering
