CEO SpaceX, Elon Musk gần đây xuất bản một bài báo ở tạp chí New Space với tiêu đề “Making Humans a Multi-Planetary Species”, trong đó trao đổi về tầm nhìn và kỹ thuật để đưa loài người định cư tại nhiều hành tinh. Bài viết này xin tóm lược một số nội dung chính.

1. Tại sao cần định cư trên nhiều hành tinh?

Chúng ta cần trở thành một loài sinh sống đa hành tinh vì trong tương lai rất có thể sẽ có ngày tận thế nếu chỉ định cư ở Trái đất. Trong quá khứ, Trái đất đã trải qua nhiều hơn 1 lần diệt chủng.

2. Tại sao chọn sao Hỏa?

Niềm tin hiện tại cho rằng sao Hỏa đã từng rất giống Trái đất. Sao Hỏa xa mặt trời gấp rưỡi Trái đất và lạnh hơn. Tuy nhiên, chúng ta có thể làm ấm nó. Khí quyển của sao Hỏa chứa chủ yếu CO2 và một số ít nitrogen, argon…. Điều này có nghĩa chúng ta có thể trồng cây trên sao Hỏa chỉ bằng cách nén bầu khí quyển. Ngoài ra, trọng lực của sao Hỏa bằng khoảng 37% Trái đất và độ dài ngày cũng rất gần Trái đất (Hình 1).

Hình 1. Đặc tính của Trái đất và sao Hỏa

3. Vấn đề chi phí đưa người lên sao Hỏa.

Với công nghệ truyền thống, để đưa 1 người lên sao Hỏa sẽ tiêu tốn 10 tỷ đô la Mỹ. Do vậy số người có thể chi trả chỉ đếm được trên đầu ngón tay. Việc giảm chi phí là vô cùng quan trọng. Chi phí ước tính để việc định cư ở sao Hỏa khả thi là tương đương với giá nhà trung bình ở Mỹ (khoảng 200.000 USD).

4. Các vấn đề kỹ thuật.

Các vấn đề chính cần giải quyết được để hiện thực hóa:

I. Công nghệ tái sử dụng phương tiện hoàn toàn: cũng giống như ô tô, máy bay hiện tại. Để có thể định cư ở nhiều hành tinh, phương tiện vận chuyển cần phải có khả năng tái sử dụng hoàn toàn.

II. Tiếp nhiên liệu trên quỹ đạo: giúp giảm chi phí vận chuyển do nhiên liệu.

III. Sản xuất nhiên liệu tên lửa tại sao Hỏa: việc có thể tiếp nhiên liệu tại sao Hỏa cũng giúp giảm chi phí vận chuyển đáng kể. Hơn nữa, sản xuất nhiên liệu trên sao Hỏa có vẻ khả thi vì nó chứa CO2, nước-băng từ đó có thể tạo ra CH4 và O2. Bên cạnh đó là chọn đúng loại nhiên liệu tên lửa.

5. Kiến trúc hệ thống.

Hình 2. Kiến trúc hệ thống. Ước tính lượng sử dụng lại: 1000 lần/tên lửa, 100 lần/tàu tiếp nhiên liệu, 12 lần/tàu sao Hỏa.

Kịch bản lên sao Hỏa là: đầu tiên tên lửa sẽ đưa tàu sao Hỏa lên quỹ đạo Trái đất, sau đó tên lửa sẽ tách ra và trở về Trái đất trong 20 phút. Tiếp theo tên lửa đó sẽ được sử dụng để đưa tàu tiếp liệu (giống với tàu sao Hỏa) lên quỹ đạo để tiếp liệu cho tàu sao Hỏa. Một khi được tiếp liệu đầy, tàu sao Hỏa sẽ bay thẳng đến sao Hỏa, dự kiến thời gian là 26 tháng. Khi trở về Trái đất, tàu sao Hỏa sẽ được tiếp liệu tại chỗ và khởi hành về(Hình 2).

Hình 3. So sánh tên lửa lên sao Hỏa và các tên lửa trước đó

Để thực hiện được nhiệm vụ này, tên lửa thực hiện nhiệm vụ sao Hỏa cũng cần được thiết kế với nhiều điểm vượt trội so với các thế hệ tên lửa trước đây (Hình 3).

6. Lịch trình dự kiến.

Elon Musk và cộng sự đã đưa ra lịch trình dự kiến thực hiện nhiệm vụ sao Hỏa, trong đó các chuyến bay sao Hỏa sẽ được thực hiện bắt đầu từ năm 2022 (Hình 4).

Hình 4. Lịch trình chinh phục sao Hỏa

Một số cột mốc của SpaceX:

Các mốc phát triển của SpaceX

Source:
Musk Elon. New Space. June 2017, 5(2): 46-61. https://doi.org/10.1089/space.2017.29009.emu

Các nhà nghiên cứu từ Đại học Công nghệ Munich – Đức (Technical University of Munich – TUM) đã thành công trong việc sử dụng 4D Point Cloud để tạo nên các bản ghi theo dõi sự thay đổi và phát triển của các thành phố lớn như Berlin, Las Vegas, Paris và Washington, D.C. từ ảnh vệ tinh TerraSar-X.

Để làm được điều này, Giáo sư Xiaoxiang Zhu và đội nghiên cứu đã phải ghi lại hơn ba triệu điểm trong đối với mỗi km². Ngày nay, gần một nửa dân số trên thế giới đang sinh sống và làm việc ở các thành phố. Với các sự tăng trưởng được dự đoán thì vào năm 2050, thì khả năng số lượng dân số sẽ đạt đến mốc hai phần ba dân số thế giới sẽ định cư tại các thành phố.

Giáo sư Xiaoxiang Zhu nói: “Sự tăng trưởng dân số này sẽ đặt ra các yêu cầu cao về về độ an toàn của các tòa nhà nói riêng và sự an toàn về cơ sở hạ tầng nói chung. Vì nếu có thiệt hại xảy ra, hàng ngàn người có thể bị nguy hiểm đến tính mạng “.

Cùng với đội ngũ vủa mình, Giáo sư Xiaxiang Zhu đã phát triển thuật toán giúp tái tạo lại các mô hình 3D và thậm chí là 4D có độ chính xác cao từ dữ liệu Point Cloud với mật độ ba triệu điểm trên mỗi km² để dự đoán sớm về các mối hiểm họa tiềm ẩn: ví dụ như hiện tượng lún ngầm bên trong mặt đất có thể gây sập nhà cửa, cầu đường. Phương pháp mới này cho phép phát hiện và hiển thị những thay đổi này với sự chi tiết mỗi milimiet mỗi năm. Dữ liệu dùng cho nghiên cứu được lấy từ vệ tinh TerrSar-X của Đức, đây là vệ tinh radar dân dụng có độ phân giải cao nhất trên thế giới hiện nay. Vì các hình ảnh được chụp ở những thời điểm khác nhau cho nên chúng có thể ước tính được sự thay đổi theo chiều thời gian (chiều thứ tư) đối với một khu vực thành phố.

Kết quả mô hình 4D cho thấy những thay đổi dù chỉ là rất nhỏ với độ chính xác cỡ khoảng một milimet môt năm. Ví dụ như sự giãn nở do ảnh hưởng từ nhiệt độ của các tòa nhà vào mùa hè hay sự biến dạng do sự sụt lún xảy ra bên dưới bề mặt trái đất.

Nghiên cứu được tập trung thực hiện vào các quốc gia công nghiệp hóa, nơi mà các khu vực đô thị đều tăng trưởng và phát triển rất nhanh. Giáo sư Zhu có kế hoạch sử dụng nhiều nguồn dữ liệu lớn (Big Data) vào nghiên cứu của nhóm như: các dữ liệu đo đạc được từ vệ tinh kết hợp với các thông tin bản đồ của Open Street Map và các nguồn hình ảnh, văn bản cũng như các mô hình hoạt động được cung cấp từ mạng xã hội.

Nguồn: Geospatial Word

Esri, công ty hàng đầu thế giới trong lĩnh vực phân tích không gian, vừa công bố phiên bản mới nhất của phần mềm Esri CityEngine 2017. Phiên bản mới của phần mềm mô hình 3D này giúp các chuyên gia thiết kế thành phố nhanh hơn và dễ dàng hơn.

Phiên bản này cung cấp các tính năng mới cho phép các nhà lập kế hoạch và kiến trúc sư so sánh các kịch bản khác nhau và trực quan hóa  bằng bảng điều khiển để xem cách mỗi kịch bản ảnh hưởng đến cùng một khu vực địa lý trong thời gian thực như thế nào.

Với các bản cập nhật trong phiên bản mới của CityEngine, người dùng có thể thực hiện các thay đổi đối với các tính năng cụ thể-chẳng hạn như điều chỉnh kích thước cửa sổ hoặc thêm ban công-trong mô hình mà không ảnh hưởng đến toàn bộ cấu trúc của tòa nhà. Trước đó, các nhà quy hoạch phải tạo ra hai dự án hoàn toàn khác nhau để hiểu được ảnh hưởng của những thay đổi thiết kế của tòa nhà đề xuất.

Ông Pascal Mueller, Giám đốc Trung tâm R & D Esri R & D Zurich AG –  nơi CityEngine được phát triển, phát biểu: “Với việc phát hành phiên bản CityEngine này, chúng tôi tập trung vào nhu cầu của các nhà quy hoạch đô thị, nhà thiết kế và kiến trúc sư. Chúng tôi tự hào giới thiệu một công cụ có đột phát mới cho việc lập kế hoạch dựa trên kịch bản trong một ứng dụng 3D. Ngoài ra, chúng tôi đã phát trieeren các công cụ mà người dùng yêu cầu đã lâu như các công cụ đo lường và tự động tạo ra các mô hình kiến trúc. Chúng tôi cải tiến hoàn toàn giao diện đồ họa người dùng, mang lại sự tươi mới, hiện đại của CityEngine và dễ sử dụng hơn. ”

CityEngine mới cũng giới thiệu việc tự động sinh theo quy trình các nội dung của 3D content. Điều này có nghĩa là các nhà lập kế hoạch có thể tự động tạo ra các tính năng thiết kế độc đáo trên các tòa nhà mà không cần thực hiện bằng tay. Tính năng này tiết kiệm thời gian mà các nhà quy hoạch và kiến trúc sư đô thị sẽ chi tiêu cho việc tạo ra chi tiết.

Dominik Tarolli, Giám đốc kinh doanh mảng thiết kế 3D của Esri cho biết: “Các thành phố thông minh của tương lai sẽ được thiết kế minh bạch hơn, và quá trình thiết kế sẽ gắn chặt với công dân. Với CityEngine 2017, các cảnh thành phố thông minh có thể được tạo ra trong vài phút và chia sẻ qua web hoặc ứng dụng ArcGIS 360 VR của Esri c chỉ bằng một cú nhấp chuột.”

Phiên bản mới nhất của CityEngine có trên các nền tảng Windows, Mac và Linux. Bản thử nghiệm miễn phí 30 ngày có thể được tải xuống tại go.esri.com/CE2017.

(nguồn BusinessWire)