Giấc mơ ấp ủ của NASA
Để tiết kiệm chi phí chuyên chở trang thiết bị, hàng tiếp tế lên không gian với giá lên tới hơn 22 ngàn đô mỗi kg, NASA đã phát triển ra một loại vải kim loại với thiết kế dạng lưới đan tương tự như áo giáp thời cổ đại, lại gấp lại được, nhưng lại có trọng lượng nhẹ, đồng thời khả năng chịu lực lớn, lại vừa phản xạ, vừa hấp thu nhiệt, hứa hẹn không chỉ tăng gấp 3 lần năng suất so với vật liệu hiện nay mà còn cung cấp giải pháp bảo vệ hoàn toàn mới cho các phi hành gia cùng trang thiết bị trên vũ trụ.
Được phát triển thành công bởi các nhà khoa học tại phòng thí nghiệm JPL của NASA trong một dự án kéo dài 2 năm, loại vải kim loại này được tạo thành từ những miếng thép không gỉ nhỏ nối lại với nhau bởi một mạng lưới khớp nối. Nó trông giống như một tấm áo giáp của những chiến binh hồi xưa, tuy nhiên NASA dùng công nghệ in 3D để những chiếc khớp nối thành một tấm vật liệu mới với các đặc tính khác nhau ở mỗi mặt.
Những công dụng bất ngờ từ “áo vải kim loại”
Nếu nhìn từ bên ngoài thì tấm vật liệu này là những dải hình vuông phẳng, sáng bóng và có khả năng phản xạ ánh sáng cũng như nhiệt. Tuy nhiên, ở mặt sau lại là một chuỗi những chiếc khóa với nhiệm vụ giúp tấm vải hấp thụ nhiệt. Các mảnh vật liệu gắn với nhau tạo nên một lớp “khiên” bảo vệ siêu bền, bảo vệ các phi hành gia cùng những trang thiết bị khỏi các tác động nguy hiểm trong không gian.
 Công nghệ 4D đang là những thử nghiệm vượt trội cho tương lai của NASA. |
Ở mặt trước, những tấm kim loại có thể phản lại nhiệt và ánh sáng. Mặt sau của vải có những vòng tròn cài vào nhau giúp cho vải có thể hấp thụ được nhiệt. Kết hợp tất cả các mặt lại, nó biến thành một tấm giáp chắn mạnh mẽ, bảo vệ cả phi hành gia lẫn tàu vũ trụ khỏi những tác nhân nguy hiểm tới từ Vũ trụ.
Trên thực tế, trước đây NASA đã có một số loại vật liệu dùng trên những chiếc tàu không gian nhằm hấp thụ hoặc phản xạ nhiệt và bảo vệ khỏi những mảnh thiên thạch. Tuy nhiên, cho tới nay thì họ vẫn chưa có được một loại vật liệu nào có thể làm được cả 3 chức năng đó cùng lúc. Raul Polit Casillas, kỹ sư hệ thống tại JPL, một thành viên của dự án phát triển loại vải này cho biết: “Chúng tôi muốn tìm hiểu một thứ có thể làm được những thứ vượt trên khả năng của những vật liệu tĩnh”.
Để làm được một loại vật liệu đa đặc tính như thế, NASA đã tìm tới công nghệ in 4D - một kỹ thuật tạo vật liệu trong đó dùng các máy in 3D để xếp lớp nhiều cấu trúc và dạng hình học vào trong một thiết kế duy nhất. Cách đây vài năm, một nhà nghiên cứu tại MIT là Skylar Tibbits đã áp dụng công nghệ này nhằm tạo nên một loại vật liệu có thể tự thay đổi hình dạng theo các điều kiện môi trường khác nhau. Bây giờ cũng với công nghệ in 4D này, NASA có thể tạo nên loại vật liệu linh hoạt về mặt hình học với khả năng vừa phản xạ vừa bức xạ nhiệt.
Không như một tấm kim loại, mảng các miếng kim loại nhỏ nối với nhau có thể được uốn cong hoặc gấp lại một cách dễ dàng mà vẫn đảm bảo độ bền. Đây là một đặc tính đầy giá trị đối với các chiếc tàu không gian vốn chất đầy hàng hóa và những trang thiết bị phức tạp, đắt tiền. Nhóm nghiên cứu cho biết các phi hành gia có thể in vật liệu này ngay trên vũ trụ và dùng nó để phản xạ nhiệt cho các thiết bị đã triển khai như ăng ten hoặc các tấm phản chiếu. Xa hơn, nó còn có thể được sử dụng trong các sứ mạng trên mặt trăng Europa của Sao Mộc hoặc làm áo giáp cho phi hành gia cùng các chiếc tàu vũ trụ.
Sứ mệnh của NASA trong tương lai
Mặc dù vẫn còn đang trong giai đoạn thử nghiệm, nhưng loại vật liệu này sẽ sớm được sử dụng trong các bộ đồ du hành vũ trụ, trong các môi trường, bao quanh các phương tiện và tàu vũ trụ giúp bảo vệ khỏi những hiểm họa không lường trước được hoặc thậm chí trải lên các địa hình ngoài Trái Đất để tạo thành một địa điểm an toàn cho việc hạ cánh. Không giống như những tấm vật liệu ceramic được sử dụng để bảo vệ tàu con thoi, loại vật liệu 4D linh hoạt nhưng cứng chắc này có vô số ứng dụng, vì vậy nó càng trở nên giá trị đối với nhiệm vụ khám phá những hành tinh khác trong tương lai.
 Áo vải kim loại đang được các nhà khoa học nghiên cứu để phát triển |
Trong điều kiện ngoài không gian và phải nằm cách xa Trái Đất, thì khả năng sản xuất ngay tại chỗ là vô cùng cần thiết. Đặc biệt là sản xuất những thứ có thể phục vụ cho càng nhiều mục đích và có khả năng tái sử dụng càng tốt. Áo vải kim loại có thể là một lựa chọn kỳ lạ trong tương lai, nhưng những ý tưởng từ quá khứ sẽ luôn là giải pháp đơn giản và cực kỳ hữu ích cho bất cứ vấn đề nào.
