Will future spacecraft fit in our pockets? - Dhonam Pemba

Liệu tàu vũ trụ trong tương lai có thể bỏ vừa túi của bạn? - Dhonam Pemba

Translator: Thông Nguyễn Reviewer: Ai Van Tran

When you picture a spaceship, you probably think of something like this,

Khi bạn hình dung một tàu không gian, bạn có lẽ nghĩ về cái này,

or this, or maybe this.

hay cái này, hay có thể là cái này.

What do they all have in common?

Điểm chung của chúng là gì?

Among other things, they're huge because they have to carry people, fuel,

Ngoài những thứ khác, chúng đều lớn bởi vì phải mang theo con người, nhiêu liệu,

and all sorts of supplies, scientific instruments,

và đủ loại phụ trợ, thiết bị khoa học,

and, in rare cases, planet-killing lasers.

và đôi khi, laser tiêu diệt hành tinh.

But the next real-world generation of spacecraft may be much, much smaller.

Nhưng thế hệ tiếp theo của tàu không gian có thể nhỏ hơn rất nhiều.

We're talking fit-inside-your-pocket tiny.

Chúng ta đang nói về nhỏ vừa-túi-của-bạn.

Imagine sending a swarm of these microspacecraft out into the galaxy.

Tưởng tượng việc gửi tập đoàn những tàu không gian siêu nhỏ này tới các thiên hà.

They could explore distant stars and planets

Chúng có thể khám phá các ngôi sao và hành tinh xa xôi

by carrying sophisticated electronic sensors

bằng cách mang theo các cảm biến điện tử

that would measure everything from temperature to cosmic rays.

nó có thể đo lường mọi thứ từ nhiệt độ cho đến tia vũ trụ.

You could deploy thousands of them

Bạn có thể phóng hàng ngàn bản

for the cost of a single space shuttle mission,

mà chỉ tốn ngang với một chiếc tàu không gian,

exponentially increasing the amount of data

gia tăng theo luỹ thừa lượng dữ liệu

we could collect about the universe.

mà chúng ta có thể thu thập từ vũ trụ.

And they're individually expendable,

Và mỗi tàu nhỏ thì không quan trọng

meaning that we could send them into environments

nghĩa là ta có thể gửi chúng tới những môi trường

that are too risky for a billion dollar rocket or probe.

mà nó quá rủi ro đối với một tên lửa hay tàu thăm dò tỉ đô.

Several hundred small spacecraft are already orbiting the Earth,

Hàng trăm tàu thăm dò nhỏ đang thật sự quay quanh Trái Đất,

taking pictures of outer space,

chụp ảnh ngoài không gian,

and collecting data on things,

và thu thập nhiều dữ liệu,

like the behavior of bacteria in the Earth's atmosphere

ví như hành vi của vi khuẩn trong bầu khí quyển Trái Đất

and magnetic signals that could help predict earthquakes.

và những tín hiệu từ trường giúp ích cho việc dự báo động đất.

But imagine how much more we could learn if they could fly beyond Earth's orbit.

Nhưng ta có thể biết thêm rất nhiều nếu chúng có thể bay khỏi quỹ đạo Trái Đất.

That's exactly what organizations, like NASA, want to do:

Đó chính xác là điều mà các cơ quan như NASA muốn làm:

send microspacecraft to scout habitable planets

gửi các tàu thăm dò siêu nhỏ tới các hành tinh có khả năng duy trì sự sống

and describe astronomical phenomena we can't study from Earth.

và ghi lại các hiện tượng thiên văn mà chúng ta không thể nghiên cứu từ Trái Đất.

But something so small can't carry a large engine or tons of fuel,

Nhưng những thứ quá nhỏ không thể mang một động cơ lớn hay nhiều tấn nhiêu liệu,

so how would such a vessel propel itself?

làm sao con tàu có thể đẩy nó đi?

For microspacecraft, it turns out, you need micropropulsion.

Với tàu không gian siêu nhỏ, hoá ra, bạn cần vi phản lực.

On really small scales,

Trên những thang đo thật sự nhỏ,

some of the familiar rules of physics don't apply,

một vài định luật vật lý quen thuộc không thể áp dụng,

in particular, everyday Newtonian mechanics break down,

đặc biệt là, cơ học Newton bị phá vỡ,

and forces that are normally negligible become powerful.

và các lực thường bị bỏ qua trở nên quan trọng.

Those forces include surface tension and capillary action,

Những lực này gồm có sức căng bề mặt và mao dẫn,

the phenomena that govern other small things.

những hiện tượng điều khiển những vật nhỏ bé.

Micropropulsion systems can harness these forces to power spacecraft.

Hệ thống đẩy siêu nhỏ có thể dùng những lực này để hoạt động tàu không gian.

One example of how this might work

Một ví dụ cách thức hoạt động có thể

is called microfluidic electrospray propulsion.

được gọi là hệ thống đẩy điện tử lưu chất vi mô.

It's a type of ion thruster,

Nó là một dạng đẩy ion,

which means that it shoots out charged particles to generate momentum.

điều này có nghĩa là nó bắn ra các hạt mang điện để sinh ra mômen.

One model being developed at NASA's jet propulsion laboratory

Một mô hình đang được phát triển tại phòng thí nghiệm phản lực của NASA

is only a couple centimeters on each side.

chỉ dài khoảng vài centimet.

Here's how it works.

Đây là cách nó hoạt động.

That postage-stamp sized metal plate is studded with a hundred skinny needles

Tấm kim loạt kích thước lá tem này được bao phủ bởi hàng trăm đầu kim nhỏ

and coated with a metal that has a low melting point, like indium.

và được phủ một lớp kim loại có điểm nóng chảy thấp, chẳng hạn như indium.

A metal grid sits above the needles,

Một lưới kim loại đặt phía trên các đầu kim,

and an electric field is set up between the grid and the plate.

và một điện trường được thiết lặp nằm giữa lưới và tấm kim loại.

When the plate is heated, the indium melts

Khi tấm kim loại được làm nóng, indium nóng chảy

and capillary action draws the liquid metal up the needles.

và hiện tượng mao dẫn khiến kim loại lỏng leo lên các cây kim.

The electric field tugs the molten metal upwards,

Điện trường kéo kim loại lỏng hướng về phía trước,

while surface tension pulls it back,

trong khi sức căng bề mặt kéo nó về phía sau,

causing the indium to deform into a cone.

kiếm cho indium bị biến dạng thành hình nón.

The small radius of the tips of the needles

Bán kính nhỏ tại đầu mút các cây kim

makes it possible for the electric field to overcome the surface tension,

làm cho điện trường thắng được sức căng bề mặt,

and when that happens,

và khi điều này xảy ra,

positively charged ions shoot off at speeds of tens of kilometers per second.

những ion tích điện dương bị bắn ra với tốc độ hàng chục kilomet trên giây.

That stream of ions propels the spacecraft in the opposite direction,

Dòng ion đẩy tàu không gian về phía ngược lại,

thanks to Newton's third law.

nhờ vào định luật ba của Newton.

And while each ion is an extremely small particle,

Và mặc dù mỗi ion là một hạt cực kì nhỏ,

the combined force of so many of them pushing away from the craft

hợp lực của rất nhiều ion đẩy ra xa khỏi con tàu

is enough to generate significant acceleration.

là đủ để sinh ra gia tốc đáng kể.

And unlike the exhaust that pours out of a rocket engine,

Và không như ống xả của một động cơ tên lửa,

this stream is much smaller and far more fuel efficient,

dòng ion này nhỏ hơn nhiều và hiệu quả hơn hẳn nhiêu liệu,

which makes it better suited for long deep-space missions.

điều này khiến cho nó rất phù hợp cho các hành trình dài ngày vào không gian xa xôi.

These micropropulsion systems haven't been fully tested yet,

Những hệ thống đẩy siêu nhỏ này chưa được kiểm chứng toàn bộ.

but some scientists think that they will provide enough thrust

nhưng một vài nhà khoa học nghĩ rằng chúng sẽ cung cấp đủ lực đẩy

to break small craft out of Earth's orbit.

để mang các tàu nhỏ khỏi quỹ đạo quanh Trái đất.

In fact, they're predicting that thousands of microspacecraft

Các nhà khoa học này dự đoán hàng ngàn tàu không gian siêu nhỏ

will be launched in the next ten years

sẽ được phóng trong mười năm tới

to gather data that today we can only dream about.

để thu thập những dữ liệu mà hiện tại chúng ta chỉ có thể mơ tới.

And that is micro-rocket science.

Và đó là khoa học tên về lửa siêu nhỏ.