Mặc dù ý tưởng về 96.000km nghe có vẻ không khả thi, nhưng các nhà khoa học tin rằng điều này hoàn toàn có thể đạt được bằng cách sử dụng các ống Nanocarbon, một vật liệu cực kỳ mạnh mẽ cũng được sử dụng để làm “vật liệu tối nhất từ trước đến nay” trên thế giới, Vantablack.

Nói với Australia ABC, nhà nghiên cứu Yoji Ishikawa của Obayashi giải thích: “Độ bền mạnh hơn cáp thép gần một trăm lần nên hoàn toàn có thể.”

Nếu dự án thành công, nó có thể kết thúc các sứ mệnh tàu con thoi vào không gian. Tên lửa phóng từ Trái đất rất nguy hiểm và cực kỳ đắt đỏ. Một tàu con thoi thường có chi phí 14.000 bảng Anh/kg hàng hóa để vận chuyển vào không gian, trong khi thang máy chỉ tốn 120 bảng/kg.

Ishikawa cho rằng đây là một dự án cần có sự hợp tác quốc tế. “Tôi không nghĩ rằng một công ty có thể làm được. Chúng tôi sẽ cần tổ chức quốc tế để thực hiện dự án lớn này” ông nói.

Để truyền cảm hứng cho các nhà khoa học trẻ và thúc đẩy khái niệm thang máy không gian, một cuộc thi có tên EUSPEC (Thử thách Thang máy Không gian châu Âu) đã diễn ra tại Đại học Kỹ thuật Munich ở Đức vào các năm 2011, 2012, 2016 và 2018. Team Raptor, một nhóm từ Đại học Nihon đã tham gia tất cả bốn cuộc thi, bao gồm Kaishu Koike và Naoki Arakawa. Họ đều là sinh viên đại học năm thứ tư và là thành viên của Phòng thí nghiệm Aoki, do Yoshio Aoki – một giáo sư tại Khoa Kỹ thuật Máy móc chính xác, Đại học Khoa học và Công nghệ Nihon đứng đầu.

Nhóm đã nghiên cứu tính toán độ bền và sự an toàn của các kết cấu cơ khí xây dựng, cũng như chủ động thúc đẩy nghiên cứu thang máy vũ trụ. Trong thử thách năm 2018, Team Raptor đã đạt được chiến thắng chung cuộc ở Hạng cao cấp và nhận được các giải thưởng hạng mục về An toàn, Chất lượng xây dựng và Sáng tạo. Mỗi đội đã phát triển được đánh giá về tốc độ, hiệu quả và độ chính xác.

Để xây dựng cabin, nhóm nghiên cứu đã mô hình hóa các bộ phận bằng phần mềm CAD và sau đó lắp ráp chúng, điều chỉnh khi chúng di chuyển. Koike cho biết: “Chúng tôi đã tạo ra một khung xung quanh động cơ truyền động, định vị động cơ trong khi xem xét phương pháp truyền động, mô hình hóa và lắp một bánh xe đẩy và bánh răng côn. “Chúng tôi đã áp dụng phương pháp quyết định hình dạng bằng cách lắp ráp các bộ phận lớn trước tiên và dần dần chuyển sang các bộ phận nhỏ.”

Chìa khóa để duy trì tốc độ với tám trọng tải tối đa 1,1 kg (2,42 pound) mỗi chiếc là giữ cho trọng lượng của bản thân thang máy vũ trụ nhẹ nhất có thể, sử dụng CNC 3 trục để gia công. Koike nói: “Bằng cách sử dụng phương pháp tổ ong, khung chính được làm rỗng hết mức có thể, và chúng tôi giảm trọng lượng khoảng 60% trong khi vẫn duy trì đủ độ cứng và hình thức đẹp.”

Có bốn chỉ số cho cuộc thi này: tải trọng, tốc độ, nâng chính xác đến độ cao có thể (cũng như hạ xuống một cách an toàn) và sử dụng ít năng lượng nhất có thể. Aoki nói: “Khung mới hoàn thành được một nửa, và việc tìm ra một thiết kế đáp ứng được tất cả các điểm trên là điều khá khó khăn.”

Nhóm nghiên cứu “Thiết kế Raptor với tốc độ khá nhanh trong khi tiến hành mô phỏng cùng lúc,” Aoki nói. Nó đạt tốc độ tối đa 110 km/h, và ngay cả khi trọng lượng tối đa được sử dụng, Raptor vẫn duy trì tốc độ và một cơ chế phanh hiệu quả.

Phương pháp tiếp cận kết hợp

Hội đồng Khoa học Nhật Bản đang đề xuất phương pháp tiếp cận “thang máy không gian lai”, có nghĩa là phát triển đồng thời một mô hình được xây dựng từ mặt đất và một mô hình được xây dựng trong không gian. Khoa Cơ khí Máy móc đang tiếp tục phát triển thang máy vũ trụ trên mặt đất và cũng hỗ trợ nghiên cứu xây dựng thang máy vũ trụ trong không gian vũ trụ.

Ngoài ra, một dự án hợp tác phát triển giữa Đại học Shizuoka và Tập đoàn Obayashi có tên là STARS-Me (Vệ tinh tự động không gian kết nối vệ tinh – Thang máy mini) liên quan đến việc di chuyển một cabin nhỏ trên một cáp liên kết hai vệ tinh nhỏ. Phòng thí nghiệm Aoki đang thực hiện cơ chế triển khai cáp và phát triển thiết kế cabin.

Mô tả đồ họa của hệ thống thang máy vũ trụ của Tập đoàn Obayashi sẽ được hoàn thành vào năm 2050 – Nguồn Obayashi Corporation

“Chúng tôi vẫn chưa có bất kỳ biện pháp nào để giải quyết đầy đủ các vấn đề pháp lý và các mối đe dọa như khủng bố,” Aoki nói. “Đối phó với những khía cạnh khó khăn như vậy sẽ được yêu cầu trong tương lai. Nhưng nếu chúng tôi có thể vượt qua những vấn đề như vậy, và nếu có nhiều tập đoàn hơn hỗ trợ chúng tôi, tôi tin rằng thang máy không gian vận chuyển hàng hóa là điều hoàn toàn có thể xảy ra vào những năm 2030”.

Thang máy vũ trụ là một trong những công trình khoa học tuy mất thời gian dài để thực hiện nhưng nhân loại đang đặt nhiều hi vọng vào nó. Sự phát triển của thang máy vũ trụ sẽ mở đầu cho các bước khai thác tiềm năng vũ trụ trong tương lai.