Một chuỗi thời gian trôi đi của tự sửa chữa diễn ra. Tín dụng hình ảnh: ESA Bấm để phóng to
Xây dựng tàu vũ trụ là một công việc khó khăn. Chúng là những mảnh kỹ thuật chính xác phải tồn tại trong môi trường không có không gian, nơi nhiệt độ có thể dao động từ hàng trăm độ C đến hàng trăm độ dưới 0 trong khoảnh khắc. Khi một con tàu vũ trụ đã đi vào quỹ đạo, các kỹ sư hầu như không có cơ hội sửa chữa bất cứ thứ gì bị hỏng. Nhưng nếu một tàu vũ trụ có thể tự sửa chữa thì sao?
Nhờ một nghiên cứu mới được tài trợ bởi Chương trình nghiên cứu tổng quát ESA, và được thực hiện bởi Khoa Kỹ thuật hàng không vũ trụ, Đại học Bristol, Vương quốc Anh, các kỹ sư đã tiến một bước tới khả năng tuyệt vời đó. Họ lấy cảm hứng từ thiên nhiên.
Khi chúng ta tự cắt mình, chúng ta không thể tự dán lại với nhau, thay vào đó chúng ta có một cơ chế tự phục hồi. Tiến sĩ Christopher Semprimoschnig, nhà khoa học vật liệu tại Trung tâm nghiên cứu công nghệ vũ trụ châu Âu ESA (ESTEC) ở Hà Lan, giám sát nghiên cứu cho biết, máu của chúng ta cứng lại.
Anh ta tưởng tượng những vết cắt như vậy tương tự như ’hao mòn của tàu vũ trụ. Nhiệt độ quá cao có thể khiến các vết nứt nhỏ mở ra trong cấu trúc thượng tầng, cũng như có thể tác động bởi micrometeroids - các hạt bụi nhỏ di chuyển với tốc độ đáng kể vài km mỗi giây. Trong suốt cuộc đời của một nhiệm vụ, các vết nứt tích tụ, làm suy yếu tàu vũ trụ cho đến khi một thất bại thảm khốc trở thành không thể tránh khỏi.
Thách thức đối với Semprimoschnig là tái tạo quá trình con người chữa lành các vết nứt nhỏ trước khi chúng có thể mở ra bất cứ điều gì nghiêm trọng hơn. Ông và nhóm nghiên cứu tại Bristol đã làm điều đó bằng cách thay thế một vài phần trăm sợi chạy qua vật liệu composite nhựa, tương tự như được sử dụng để chế tạo các thành phần tàu vũ trụ, bằng các sợi rỗng chứa vật liệu kết dính. Trớ trêu thay, để làm cho vật liệu có thể tự sửa chữa, các sợi rỗng phải được làm bằng một chất dễ vỡ: thủy tinh. Khi có thiệt hại xảy ra, các sợi phải dễ dàng bị đứt nếu không chúng không thể giải phóng chất lỏng để lấp đầy các vết nứt và thực hiện sửa chữa, theo ông Semprimoschnig.
Ở người, không khí phản ứng hóa học với máu, làm cứng nó. Trong môi trường không có không khí của không gian, các tĩnh mạch cơ học xen kẽ phải được lấp đầy bằng nhựa lỏng và chất làm cứng đặc biệt rò rỉ ra ngoài và trộn khi các sợi bị đứt. Cả hai phải đủ chảy để lấp đầy các vết nứt nhanh chóng và cứng lại trước khi nó bay hơi.
Chúng tôi đã thực hiện bước đầu tiên nhưng phải mất ít nhất một thập kỷ trước khi công nghệ này tìm được tàu vũ trụ, ông nói Semprimoschnig, người tin rằng cần phải thử nghiệm quy mô lớn hơn.
Lời hứa về tàu vũ trụ tự phục hồi mở ra khả năng nhiệm vụ kéo dài hơn. Những lợi ích là hai lần. Thứ nhất, nhân đôi thời gian sống của tàu vũ trụ trên quỹ đạo quanh Trái đất sẽ giảm một nửa chi phí cho nhiệm vụ. Thứ hai, tăng gấp đôi tuổi thọ của tàu vũ trụ có nghĩa là các nhà hoạch định sứ mệnh có thể chiêm ngưỡng các nhiệm vụ đến các điểm đến ở xa trong Hệ Mặt Trời hiện đang quá rủi ro.
Nói tóm lại, tàu vũ trụ tự phục hồi hứa hẹn một kỷ nguyên mới của tàu vũ trụ đáng tin cậy hơn, nghĩa là nhiều dữ liệu hơn cho các nhà khoa học và khả năng viễn thông đáng tin cậy hơn cho tất cả chúng ta.
Nguồn gốc: Cổng thông tin ESA
