Kể từ khi kết thúc kỷ nguyên Apollo, một trong những mục tiêu chính của NASA, Roscosmos và các cơ quan vũ trụ khác là phát triển các công nghệ cho phép sự hiện diện lâu dài của con người trong không gian. Những công nghệ này cũng sẽ giúp ích khi đến lúc gắn kết các nhiệm vụ được làm mới lên Mặt trăng, Sao Hỏa và các địa điểm khác trong Hệ Mặt Trời. Trong vài thập kỷ qua, những nỗ lực này đã mang lại Mir và Trạm vũ trụ quốc tế (ISS).
Trong những năm tới, những nỗ lực này cũng sẽ dẫn đến Lunar Orbital Platform-Gateway và các trạm không gian thương mại - như Bigelow B330. Và nếu các công ty hàng không vũ trụ tư nhân như Gateway Foundation có được con đường của mình, chúng tôi cũng sẽ có một sân bay vũ trụ trên quỹ đạo quanh Trái đất. Công ty gần đây đã đăng một video cho thấy chính xác trạm không gian bánh xe quay này sẽ trông như thế nào và các công ty như SpaceX có thể giúp xây dựng nó như thế nào.
Khái niệm công ty có tên là Gateway, một trạm không gian xoay dựa trên các thiết kế được đề xuất bởi nhà khoa học tên lửa và kiến trúc sư vũ trụ người Đức Werner von Braun. Những thiết kế này đã được đặc trưng trong một loạt các bài báo trên tạp chí quốc gia Collier từ Trong những năm 1950 có tiêu đề, Người đàn ông sẽ chinh phục không gian sớm! Vì lý do này, công ty đã đặt tên cho thiết kế đề xuất của họ là trạm Von Braun.
Khái niệm này thực sự khá thời gian. Thiết kế riêng của Von Braun, được xây dựng dựa trên các đề xuất trước đó, sớm nhất được thực hiện bởi nhà khoa học người Nga Konstantin Tsiolkovsky vào năm 1903. Khái niệm này được minh họa rất đẹp trong Stanley Kubrick, 2001: Một cuộc phiêu lưu không gian, được đồng sáng tác bởi nhà khoa học và nhà tương lai học nổi tiếng Arthur C. Clarke (và dựa trên một câu chuyện ngắn của ông có tựa đề The The Sentinel phe).
Trong mọi trường hợp, khái niệm chung liên quan đến một trạm bánh xe quay trên quỹ đạo Trái đất, nơi sẽ thiết lập sự hiện diện của con người vào không gian đồng thời cung cấp lực hấp dẫn nhân tạo cho cư dân của nó. Đây là một khía cạnh quan trọng của các không gian được đề xuất sẽ đưa các phi hành gia đến các địa điểm trong không gian sâu, như Sao Hỏa và xa hơn vào Hệ Mặt Trời (và có thể xa hơn).
Do ảnh hưởng của việc tiếp xúc lâu dài với vi trọng lực, được ghi nhận rộng rãi trong Nghiên cứu sinh đôi gần đây của NASA, các nhà hoạch định sứ mệnh đã tìm mọi cách để giảm thiểu chúng. Nghiên cứu bao gồm mười cuộc điều tra riêng biệt về tác động lâu dài của vi trọng lực đối với con người, sử dụng hai phi hành gia sinh đôi Scott Kelly và Mark Kelly làm đối tượng thử nghiệm.
Sau khi dành hơn một năm trong không gian, các nhóm nghiên cứu đã ghi nhận một số thay đổi đáng kể giữa Scott Kelly và anh trai của anh ấy. Trong khi anh ta trải qua sự mất khối lượng cơ bắp và mật độ xương tương tự như các phi hành gia khác đã trải qua thời gian dài trên tàu ISS, có những thay đổi khác khiến việc thích nghi với sự sống trên Trái đất trở nên rất khó khăn.
Thị lực của Kelly thang đã giảm, anh ta bị sưng tấy dữ dội ở tứ chi, và những thay đổi trong chức năng cơ quan và biểu hiện gen cũng được ghi nhận. Ngoài vi trọng lực, còn có những câu hỏi về cách cơ thể con người sẽ phản ứng với việc tiếp xúc lâu dài với trọng lực mặt trăng (16,5% bình thường của Trái đất) và trọng lực của sao Hỏa (~ 38%).
Điều này đặc biệt quan trọng với các kế hoạch hiện tại để thiết lập một tiền đồn vĩnh viễn trên Mặt trăng và thực hiện các nhiệm vụ phi hành đoàn lên Sao Hỏa trong hai thập kỷ tới. Như John Blincow, CEO của Gateway Foundation đã phát biểu trong video được phát hành gần đây (xem bên dưới), đây là một trong những lợi ích của công ty Gateway đề xuất Gateway:
Người dân cần trọng lực để cơ thể don rơi xuống. Nhưng trọng lực mặt trăng sẽ ổn bao nhiêu trong một năm nhưng không phải trong hai năm? Sẽ Trọng lực sao Hỏa làm việc cho con người lâu dài, nhưng không phải cho động vật trang trại lớn? Hai ngày một tuần ở mức 30% g có đủ để các phi hành đoàn ISS giữ được khối xương không? Xây dựng trạm vũ trụ von Braun có thể giúp mở khóa những bí mật đó.
Cấu trúc cổng Gateway bao gồm hai vòng trong đồng tâm được cố định bởi bốn nan hoa với vòng ngoài. Hai vòng tròn đồng tâm tạo nên Vùng trọng lực mặt trăng (LGA), trong đó vòng xoay Trạm cung cấp một lực hấp dẫn bằng với bề mặt của mặt trăng. Vòng bên trong bên ngoài - vòng Thói quen LGA - là nơi đặt các mô đun cư trú, sẽ bao gồm các phòng nhỏ cho khách.
Trong khi đó, vòng nội thất trần cao của LGA sẽ mang đến cho khách du lịch cơ hội dùng bữa và chơi trong môi trường g thấp. Cốt lõi của nhà ga là Hub và Bay, nơi kiểm soát giao thông và môi trường, an ninh và nexus vận chuyển Gateway. Hub cũng sẽ có một phòng quan sát nơi khách có thể xem các tàu con thoi đến.
Vòng ngoài, được gọi là Vùng trọng lực Sao Hỏa (MGA), trải nghiệm vòng quay nhanh hơn vì nó nằm xa lõi. Điều này dẫn đến một lực hấp dẫn nhân tạo tương tự như những gì sẽ trải nghiệm trên bề mặt Sao Hỏa. Khu vực này sẽ có 4 hoặc 5 sàn và là nơi các mô-đun lớn cung cấp chỗ ở cố định sẽ được đặt. Như Blincow đã giải thích:
Nhà máy vũ trụ Von Braun sẽ là một trạm không gian xoay được thiết kế để tạo ra các mức trọng lực nhân tạo khác nhau bằng cách tăng hoặc giảm tốc độ quay. Nhà ga sẽ được thiết kế từ đầu để phù hợp với cả cơ quan vũ trụ quốc gia, tiến hành nghiên cứu trọng lực thấp và khách du lịch không gian muốn trải nghiệm cuộc sống trên một trạm không gian rộng lớn với sự thoải mái của trọng lực thấp và cảm giác của một khách sạn đẹp.
Một mục quan trọng khác được Blincow đề cập trong vai trò mà SpaceX có thể đóng trong việc tạo ra nhà ga. Ban đầu, thiết kế Cổng Gateway yêu cầu các mô-đun dài 12 m (40 ft) và rộng 8,5 m (28 ft) (gần gấp đôi kích thước của các mô-đun ISS). Nhưng nhờ vào sự tiến bộ mà SpaceX đã đạt được muộn với Chiến hạm và Siêu nặng, Gateway Foundation tin rằng tải trọng nặng hơn có thể được đưa ra.
Nếu chúng ta có một SpaceX Siêu nặng Blincow cho biết, giai đoạn thứ hai được phát triển chỉ để xây dựng không gian, chúng ta có thể có các mô-đun rộng 40 feet (12 m) và dài 60 feet (18 m). Kích thước lớn hơn nhiều này sẽ cho phép khối lượng nội thất lớn hơn nhiều cho cùng một chi phí ra mắt.
Thiết kế mô-đun của các vòng có nghĩa là để phù hợp với các loại hoạt động và kinh doanh khác nhau. Trong khi một số sẽ được dành cho nhà ở công nhân bến tàu, những người khác sẽ được dành riêng cho nghiên cứu khoa học. Các mô-đun sau này sẽ có nhu cầu cao vì nhà ga cung cấp cơ hội để kiểm tra làm thế nào các sinh vật trên cạn có trọng lực mặt trăng và sao Hỏa mà không cần phải thực sự đến đó.
Những người khác sẽ có sẵn cho chuỗi khách sạn và nhà hàng, phòng nghỉ sang trọng tư nhân và các doanh nghiệp khác đang tìm cách thiết lập văn phòng trong không gian (có thể để tận dụng luật thuế!) Blincow cũng nhấn mạnh rằng việc tạo ra Cổng sẽ vượt ra ngoài bất kỳ quốc gia nào, và sẽ đòi hỏi một nỗ lực quốc tế mang các cơ quan không gian, hàng không vũ trụ thương mại và những người đam mê không gian lại với nhau.
Kết quả cuối cùng của việc này sẽ là một đài quốc tế không giống như ISS, mà là một liên doanh tư nhân sẽ tự duy trì về mặt kinh tế. Không có dấu hiệu nào cho thấy việc xây dựng Gateway sẽ tốn bao nhiêu tiền, nhưng Blincow tự tin rằng nó sẽ có giá phải chăng, một lần nữa nhờ SpaceX và cách cam kết của nó đối với các tên lửa có thể tái sử dụng sẽ làm giảm chi phí cho các lần phóng cá nhân.
Đề cập đến thông báo của Musk, năm 2017 rằng BFR sẽ hoàn toàn có thể tái sử dụng (mà ông đã thực hiện tại Đại hội hàng không vũ trụ quốc tế lần thứ 29 (IAC) tại thành phố Adelaide, Úc), Blincow tuyên bố:
Khi chúng tôi lần đầu tiên bắt đầu thực hiện các dự báo chi phí cho việc xây dựng không gian, chúng tôi dựa trên chi phí khởi động ước tính thấp nhất mà chúng tôi có thể tìm thấy - SpaceX BFR ở mức 1000 đô la một kg. Điều đó đã đưa ra khoảng 150 triệu đô la một lần ra mắt. Nhưng sau đó Elon Musk đã trình bày tại Adelaide đã thay đổi mọi thứ. Bằng cách làm cho tất cả các thành phần của BFR có thể tái sử dụng, chi phí của nó có thể được trải đều trên nhiều chuyến bay, giống như một chiếc máy bay.
El El Musk ước tính chi phí khởi động của Chiến hạm và Siêu nặng tăng cường khoảng 7 triệu đô la. Một số ước tính rằng mỗi lần ra mắt sẽ lên tới 40 triệu đô la sau khi tất cả các yếu tố được tính đến. Nhưng cho dù đó là bảy hay bốn mươi triệu đô la, đó vẫn là âm nhạc đến tai chúng ta. Điều này có nghĩa là các trạm vũ trụ, cơ sở bảo trì và kho nhiên liệu có thể và sẽ được xây dựng hợp lý.
Quá trình xây dựng, sẽ phụ thuộc nhiều vào những tiến bộ của robot vũ trụ, cũng sẽ xác nhận các hệ thống và công nghệ quan trọng mà một ngày nào đó có thể đi vào việc xây dựng môi trường sống không gian rộng lớn (chẳng hạn như Xi lanh OideNeil). Chúng được nhiều người coi là một sự thay thế khả thi (hoặc bổ sung) cho các đề xuất cho việc thực dân hóa các hành tinh khác.
Các hệ thống này bao gồm từ ổn định đến tái chế không khí, từ cải tạo nước đến vệ sinh trọng lực thấp và từ lưu trữ thực phẩm trong không gian đến các thách thức kỹ thuật. Tất cả các câu hỏi thuộc tiêu đề chung của Hồi, làm thế nào để chúng ta duy trì dân số trong không gian? sẽ được giải quyết bằng cách xây dựng Cổng, Bilcow tuyên bố.
Về mặt tài trợ cho việc xây dựng, Bilcow chỉ ra cách công ty của ông hy vọng thúc đẩy quan hệ đối tác quan trọng với các cơ quan vũ trụ trên thế giới (NASA, Roscomos, ESA, Trung Quốc, Ấn Độ và các công ty khác) cũng như các công ty hàng không vũ trụ thương mại. Họ cũng có kế hoạch tăng tiền thông qua các mô-đun bán và bán vé sớm (dành cho giới siêu giàu) và tổ chức xổ số và tạo ra một chương trình thành viên phi hành đoàn (cho mọi người khác).
Ngoài việc xây dựng một Cổng vào quỹ đạo quanh Trái đất, Quỹ còn hy vọng sẽ tạo ra một đội phương tiện xuyên khí quyển (TAV) có thể đưa người đến và đi từ trạm vũ trụ. Họ cũng hy vọng sẽ xây dựng một quỹ đạo khác trên mặt trăng (Cầu Mặt trăng), cho phép các chuyến đi thường xuyên giữa Trái đất và Mặt trăng (sử dụng tàu con thoi cis-lunar) và các chuyến đi thường xuyên đến bề mặt mặt trăng (sử dụng tàu đổ bộ cis-lunar).
Một lần nữa, chi phí của một dự án như vậy sẽ là thiên văn và vượt xa những gì mà bất kỳ quốc gia hay tập đoàn nào có thể phải chịu. Tuy nhiên, với nhiều doanh nhân đang tìm cách thực hiện du lịch vũ trụ, chưa kể đến cách các trạm không gian như vậy có thể tạo điều kiện cho các sứ mệnh thám hiểm tới Mặt trăng và thậm chí Sao Hỏa, các dự đoán về sự hợp tác của Blincow có thể khả thi.
Giống như rất nhiều kế hoạch đầy tham vọng khác để xâm chiếm không gian, thương mại hóa LEO và thiết lập sự hiện diện của con người trên các cơ quan khác trong Hệ Mặt Trời, chúng ta sẽ phải chờ xem liệu Foundation Foundation có chân hay chịu chung số phận với Mars One không - mà gần đây đã thông báo rằng nó bị phá sản. Một điều họ đã đi cho họ, ngoài tầm nhìn, là khả năng crunch số. Hãy để hy vọng họ làm việc có lợi cho họ!
Những điểm chính của video Foundation Foundation cũng là chủ đề của bài thuyết trình diễn ra tại Caltech vào tháng 1 năm 2016 (được tổ chức bởi Viện nghiên cứu vũ trụ Keck). Với tiêu đề Xây dựng sân bay vũ trụ đầu tiên ở quỹ đạo Trái đất thấp, bài giảng được trình bày bởi John Blincow và Tom Spilker - một kỹ sư máy bay vũ trụ đã nghỉ hưu, người đã làm việc nhiều năm với Phòng thí nghiệm sức đẩy phản lực của NASA (JPL).
Để biết thêm thông tin về Gateway Foundation và các dự án khác nhau của họ, hãy xem trang web của họ ở đây.
