vrijdag 14 december 2018

Thanh kiếm samurai và nghệ thuật luyện thép Nhật Bản để chế tạo... tàu vũ trụ

Thanh kiếm samurai và nghệ thuật luyện thép Nhật Bản

  • 13 tháng 12 2018
Getty Images Bản quyền hình ảnhGetty Images
Những thanh kiếm dài katana, nổi tiếng là loại kiếm của các võ sỹ samurai Nhật Bản, ngày nay vẫn được những người thợ có giấy phép làm ra bằng các kỹ thuật truyền thống.
Các cách chế tạo kiếm đã có từ hàng trăm năm, nhưng như chương trình BBC Future Now gần đây tìm hiểu, các khoa học gia nay đang khám phá xem liệu loại kiếm này có thể đem lên dùng trong vũ trụ để đẽo gọt các mảnh thiên thạch được không.
Người rèn kiếm 'samurai' đang thiết kế tàu vũ trụ
Cuộc tập trận suýt dẫn tới Thế Chiến III
Những con tàu chìm do hàng hóa rắn bỗng thành chất lỏng
Quá trình làm ra thứ vũ khí kỳ diệu này khá đặc biệt.

Chất liệu

Getty Images Bản quyền hình ảnhGetty Images
Thanh kiếm được tôi từ thép tamahagane, một loại thép truyền thống rất tinh khiết của Nhật.
Pháo đài bay B-52 và sứ mệnh tìm đường lên Mặt Trăng
Boeing 747: Siêu máy bay chinh phục thế giới
Người Âu lên vũ trụ cũng phải học tiếng Trung
Để có được thép này, 'cát sắt' (loại cát đen giàu sắt) được đem tôi luyện trong nhiều ngày nhằm đạt độ tinh khiết.
Trong quá trình tôi luyện, những người thợ rèn cũng sẽ cho thêm than vào với một tỷ lệ nhất định, sao cho carbon sẽ chiếm khoảng 1% thành phần, khiến thép đạt được độ bền tốt nhất.

Những lưỡi kiếm cong sát thủ

Getty Images Bản quyền hình ảnhGetty Images
Thợ làm kiếm dùng bùn than bọc ra bên ngoài thanh kiếm. Ở phần lưỡi kiếm sẽ được bọc lớp than mỏng nhưng càng lui về phía sống kiếm, lớp than sẽ càng dày. Việc này sẽ giúp kiểm soát được lượng nhiệt phân phối đều trên toàn thanh thép trong quá trình thép trong lò.

Nóng lạnh

Getty Images Bản quyền hình ảnhGetty Images
Thép tamahagane được nung nóng rồi làm lạnh, lặp đi lặp lại nhiều lần. Việc này làm thay đổi cấu trúc phân tử thép.
Nhờ có lớp than bùn bọc bên ngoài trước khi nung nóng nên các phần khác nhau của thanh kiếm sẽ có cấu trúc tinh thể khác nhau.
Cụ thể, phần thép đặc biệt cứng, được gọi là martensite, sẽ là phần lưỡi kiếm, và phần mềm hơn nằm dọc theo sống kiếm.
Sự khác biệt trong cấu trúc tinh thể thép cũng khiến cho thanh kiếm cong lên, tạo thành hình dáng đặc trưng, đầy tính biểu tượng của kiếm katana.

Công việc nặng nhọc

Getty Images Bản quyền hình ảnhGetty Images
Mỗi thanh kiếm cần mất một tháng để sản xuất, và phải trải qua rất nhiều công đoạn khác nhau.

Phần trau chuốt cuối cùng

Getty Images Bản quyền hình ảnhGetty Images
Thợ làm kiếm Munehiro Myochin đang đánh bóng thanh kiếm tại xưởng của mình ở Himeji, Nhật Bản.

Chắc và dẻo dai

Getty Images Bản quyền hình ảnhGetty Images
Đường sẫm màu - được gọi là 'hamon' - nằm ở giữa thanh kiếm, là nơi mà phần thép cứng nhất (nhưng cũng dễ gãy hơn) hợp giao với phần thép mềm hơn (nhưng mềm dẻo linh hoạt hơn).
Bên cạnh việc thanh kiếm có hình cong, đường sẫm màu này là sự kết hợp giữa hai phần, khiến thanh kiếm trở nên chắc và dẻo dai hơn.

Di sản

Bên cạnh việc giúp duy trì truyền thống cổ xưa, kỹ năng luyện thép để làm kiếm katana cũng giúp ích cho chương trình khám phá không gian của Nhật Bản.
Bài tiếng Anh đã đăng trên BBC Future.

Chủ đề liên quan

Tin liên quan

https://www.bbc.com/vietnamese/vert-fut-46512930

Người rèn kiếm 'samurai' đang thiết kế tàu vũ trụ

  • 5 tháng 12 2018
Buddhika Weerasinghe Bản quyền hình ảnhBuddhika Weerasinghe
Nếu bạn muốn cắt thứ gì trong vũ trụ, bạn sẽ mang theo gì? Những thanh kiếm 'samurai', được sản xuất tại Nhật Bản trong nhiều thế kỷ, có thể nằm trong danh sách lựa chọn vì thép tôi của nó nổi tiếng là bền. Có rất nhiều video trên mạng cho thấy những thanh kiếm Nhật Bản này, còn được gọi là 'katana', cắt được mọi thứ, từ những tấm gỗ dày đến ống kim loại.
Giờ đây, nhóm 3 kỹ sư đã hợp tác với một người làm kiếm bậc thầy Nhật Bản để thiết kế một thiết bị lấy mẫu đá được làm bằng cùng loại thép với lưỡi kiếm này- và kế hoạch là sử dụng nó trên một tiểu hành tinh.
Chương trình Hayabusa của Nhật Bản cho đến nay đã gửi tàu vũ trụ, xe tự hành và các công cụ lấy mẫu tới một tiểu hành tinh dài 1 km gọi là Ryugu, quay quanh mặt trời giữa Trái Đất và Sao Hỏa. Gần đây, các xe tự hành của Hayabusa2 đã gửi lại những hình ảnh tuyệt đẹp về bề mặt đá đen của tiểu hành tinh này. Nhưng việc đưa những mảnh đá của Ryugu về Trái Đất là một nhiệm vụ cực kỳ phức tạp, đó là lý do tại sao những ý tưởng mới lạ được đề xuất cho cách thực hiện việc này.
Trong một bài báo nói chi tiết về các thử nghiệm ban đầu, nhóm nghiên cứu - gồm Genrokuro Matsunaga, thày làm kiếm 70 tuổi, và Takeo Watanabe của Viện Công nghệ Kanagawa - giải thích cách họ chế tạo các máy gọt đá bằng các thành phần hợp kim khác nhau. Bốn loại có chứa tamahagane, tức kim loại truyền thống được làm từ cát sắt và than củi sử dụng trong kiếm Nhật Bản. "Để đạt được yêu cầu về độ sắc và dẻo dai của mũi dao gọt đá, chúng tôi đã dùng kỹ thuật rèn kiếm truyền thống của Nhật Bản để chế tạo máy lấy mẫu lõi đá," các tác giả viết.
Thày Matsunaga sử dụng cát sắt từ một bãi biển ở Nhật Bản, làm tan chảy nó và tôi nó tạo thép tamahagane. Quá trình này liên quan đến việc nung nóng kim loại đến nhiệt độ nhất định rồi làm nguội nó nhanh chóng, làm nhiều lần như vậy.
Bổ sung vitamin D lợi hại thế nào cho cơ thể
Năm mẹo hữu hiệu giúp tăng cường trí nhớ
Những con tàu chìm do hàng hóa rắn bỗng thành chất lỏng
Chương trình Hayabusa của Nhật Bản đang mạo hiểm tiến vào các vùng đất mới trong hệ mặt trời, kể cả việc gặp gỡ với các tiểu hành tinh gần Trái đất. Bản quyền hình ảnhGo Miyazaki / Wikimedia Commons
Image caption Chương trình Hayabusa của Nhật Bản đang mạo hiểm tiến vào các vùng đất mới trong hệ mặt trời, kể cả việc gặp gỡ với các tiểu hành tinh gần Trái đất.
Các máy gọt mẫu đá là các máy nhỏ hình trụ với cạnh mép sắc, nghiêng góc vào trong. Thay vì vung kiếm katana tới tiểu hành tinh - là điều hay nhưng không thực tế - thì ý tưởng là phóng một chiếc máy lấy mẫu đá có mũi gọt bằng thép tamahagane với tốc độ cao tới tiểu hành tinh. Về lý thuyết, nó sẽ đào sâu vào tiểu hành tinh để lấy ra một mẫu. Một dây cáp nối với tàu vũ trụ chính sau đó sẽ cuộn kéo mày gọt và các mảnh đá mẫu vào trong con tàu.
Trước đây vào năm 2005, nhiệm vụ Hayabusa ban đầu cho thấy để lấy được một lượng đá đáng kể của một tiểu hành tinh là rất khó. Hai lần nỗ lực để lấy mẫu đá của Ryugu đều không thực hiện được tốt, mặc dù có lấy được một chút ít bụi vào một hộp. Một nghìn rưởi hạt đá sau đó đã đưa được về Trái Đất, nhưng máy lấy mẫu tiểu hành tinh, một cách lý tưởng, phải thu thập được hơn như thế nhiều, mà ở sâu phía trong chứ không chỉ lấy đá ở bề mặt.
Đó là vì bề mặt của một tiểu hành tinh đã bị "phong hóa" qua hàng triệu năm bởi các tia vũ trụ, ánh sáng cực tím và tia X từ mặt trời.
"Rõ ràng chúng ta sẽ biết thêm nhiều về lịch sử hệ mặt trời nếu chúng ta có thể lấy được mẫu ở sâu bên trong để xem xét các đá nguyên sơ, chưa bị phơi sáng," Martin Elvis thuộc Trung Tâm Vật Lý Thiên Văn Harvard-Smithsonian giải thích.
Nhưng ngay cả việc lấy mẫu bề mặt hoặc gần bề mặt cũng khó vì tính chất cơ bản của các tiểu hành tinh: chúng nhỏ và có lực hút trọng trường rất yếu. Mỗi khi một xe tự hành hoặc máy lấy mẫu đá đụng vào hoặc đẩy xuống mặt tiểu hành tinh thì nó lại bị bật ngược trở lại.
"Bất cứ thứ gì cho phép bạn sử dụng ít lực hơn để cắt vào bề mặt tiểu hành tinh - như thép tamahagane này - đều là tốt," Elvis nói.
Bạn có thể nghĩ các tiểu hành tinh như những khối đá rắn lướt trong vũ trụ, nhưng thường chúng giống như "đống đá vụn" gộp lại và có thể cực kỳ không ổn định. Hãy thử nghĩ phải cắt vào nó trong điều kiện gần phi trọng lượng.
Thật vậy, chúng ta rất hiếm khi đến gần được các tiểu hành tinh, nói chi đến phân tích cái đã trực tiếp tạo ra chúng, vì vậy chúng ta không bao giờ có thể chắc chắn về những gì chúng ta sẽ tìm thấy khi chúng ta tới đó, nhà nghiên cứu về địa vật lý và thiên tai Mika McKinnon nói.
Chu kỳ kinh nguyệt 'khiến phụ nữ thông minh hơn'
Mổ triệt sản làm chết phụ nữ mà vẫn phổ biến
Vì sao nạn nhân bị cưỡng hiếp khó đòi được công lý
Xe tự hành Hayabusa2 của Nhật Bản gần đây đã chụp được những hình ảnh tuyệt đẹp của tiểu hành tinh Ryugu, quay quanh mặt trời giữa Trái đất và Sao Hỏa. Bản quyền hình ảnhJAXA / Đại học Tokyo
Image caption Xe tự hành Hayabusa2 của Nhật Bản gần đây đã chụp được những hình ảnh tuyệt đẹp của tiểu hành tinh Ryugu, quay quanh mặt trời giữa Trái đất và Sao Hỏa.
"Thậm chí có thể có đá nước trộn lẫn trong đó, và sau đó khi nó nóng lên có thể xảy ra nổ do nó bốc hơi," bà nói.
Cho đến nay, nhóm nghiên cứu Nhật Bản đã thử nghiệm một số máy lấy mẫu đá bằng cách thả chúng xuống một đường ống dài hướng tới một tấm bê tông ở dưới cùng của một hệ thống cầu thang cao. Các máy đã lấy được thành công một số bê tông, nhưng đôi khi đánh rơi nó khi quay về.
"Một cơ chế để ngăn chặn các mẫu rơi ra trong giai đoạn lấy mẫu và quay trở về cần được thiết kế," các tác giả nói.
Thêm vào đó, bản thân máy lấy mẫu bằng thép tamahagane lại không được thử nghiệm - bởi vì chúng rất đắt.
Tuy nhiên, đây là những bước đầu tiên hướng tới việc sử dụng một công nghệ lấy mẫu trong vũ trụ lấy cảm hứng từ thanh kiếm.
Kim loại này có thực sự là vật liệu tốt nhất cho việc này không? McKinnon không chắc chắn, nhưng bà chỉ ra rằng sự thôi thúc về tình cảm với một kim loại quan trọng về mặt văn hóa như vậy là không nên bỏ qua.
"Bằng cách gửi các yếu tố con người theo con tàu vũ trụ, chúng ta tạo ra mối quan hệ với những máy này để chúng thay mặt chúng ta," bà nói.
Có lẽ đó là giá trị thực sự của thép tamahagane - nó tạo ra mối liên kết rất con người giữa chúng ta ở đây trên Trái đất, với tiểu hành tinh mà thép này có thể lấy mẫu vào một ngày nào đó. Một phái viên lấy cảm hứng từ samurai bay vút nhanh trong hệ mặt trời sẽ kết nối lịch sử Nhật Bản với tương lai của nó.
Bài tiếng Anh trên BBC Future

Tin liên quan

Geen opmerkingen:

Een reactie posten