Tàu vũ trụ siêu nhẹ chạy bằng laser: Bước nhảy mới đến Alpha Centauri

[Bùi Minh Nhật]

Để tiếp cận hệ sao Alpha Centauri hàng xóm gần nhất của Mặt Trời các nhà khoa học đang nghiên cứu một ý tưởng táo bạo: chế tạo tàu vũ trụ siêu nhẹ được đẩy bằng tia laser. Dự án này mang tên Breakthrough Starshot, khởi động từ năm 2016, với mục tiêu đưa những con tàu nhỏ đến Alpha Centauri chỉ trong hơn 20 năm nhanh hơn hàng nghìn lần so với tàu vũ trụ hiện tại.

Thông thường, các tàu vũ trụ cần mang theo rất nhiều nhiên liệu tên lửa, khiến chúng nặng nề và khó tăng tốc. Nhưng với Starshot, nhiên liệu được thay bằng ánh sáng. Tàu vũ trụ sẽ có một cánh buồm ánh sáng siêu mỏng, nhẹ chưa đến 1 gam, sẽ "bắt" động lượng từ tia laser mạnh bắn từ Trái Đất để gia tốc. Nếu đủ mạnh, tia laser này có thể giúp tàu đạt 1/5 tốc độ ánh sáng tương đương hơn 200 triệu km/h.

Theo giáo sư Harry Atwater (Viện Công nghệ California Caltech), người từng dẫn dắt nghiên cứu buồm ánh sáng, một hệ thống tia laser mặt đất đủ lớn như một cánh đồng pin mặt trời sẽ tạo ra chùm tia đủ mạnh để đẩy đàn tàu bay xuyên vũ trụ.

Cánh buồm mỏng hơn sợi tóc và tương lai gần hơn bạn nghĩ​

Một trong những thử thách lớn là chế tạo cánh buồm ánh sáng cực mỏng nhưng vẫn phản xạ tốt tia laser. Nhóm nghiên cứu tại Đại học Công nghệ Delft (Hà Lan), dẫn đầu bởi tiến sĩ Richard Norte, đã ứng dụng trí tuệ nhân tạo (AI) để thiết kế loại buồm chỉ dày 200 nanomet mỏng hơn cả sợi tóc người đến 1.000 lần.

Điều thú vị là AI đã tạo ra mẫu thiết kế trông giống như... một đống khoai tây. Tuy nhiên, khi kiểm tra kỹ, nó lại gợi nhớ đến mô hình lát gạch cổ 200 năm tuổi với mạng lưới ngũ giác, giúp tăng khả năng phản xạ ánh sáng mà vẫn tiết kiệm chi phí sản xuất.

Với công nghệ này, Norte cho biết tàu vũ trụ có thể đến sao Hỏa chỉ trong 32 giờ, nhanh hơn bất kỳ sứ mệnh nào từng có. Đây có thể là bước đệm cho các chuyến bay liên hành tinh trong tương lai gần, trước khi con người vươn đến các ngôi sao xa xôi.

Nếu dự án thành công, Breakthrough Starshot sẽ mở ra kỷ nguyên mới: du hành giữa các vì sao bằng ánh sáng, không cần nhiên liệu tên lửa. Điều từng chỉ có trong tiểu thuyết khoa học viễn tưởng giờ đang dần trở thành hiện thực. (popularmechanics)