Ai là tác giả của máy tạo tuyết?

Nỗ lực thương mại hóa một cỗ máy làm tuyết đầu tiên đã được thực hiện bởi Wayne Pierce – nhà kinh doanh dụng cụ trượt tuyết. Năm 1947, cùng với các đối tác là Art Hunt và Dave Richey, Pierce đã sáng lập nên Công ty Tey Manufacturing tại Milford (bang Connecticut) chuyên sản xuất và bán một thiết kế ván trượt tuyết mới. Nhưng sang năm 1949, thời tiết biến động bất thường (mùa đông quá khô và tuyết rơi ít) đã làm doanh số của công ty sụt giảm nặng nề. Ngày 14/3/1950, Pierce đã tìm ra giải pháp và tuyên bố “Tôi biết cách làm ra tuyết” vào một buổi sáng. Ý tưởng của ông là: nếu thổi những giọt nước vào không khí ở nhiệt độ dưới điểm đóng băng, nước sẽ biến thành các tinh thể hình lục giác (chính là bông tuyết). Suy nghĩ như vậy, Pierce đã cùng các cộng sự sử dụng máy nén phun sơn, vòi phun và cả vòi tưới vườn nhà để tạo ra một cỗ máy làm tuyết.

Công ty đã được cấp bằng sáng chế cho quy trình cơ bản của họ vào năm 1954, và trên thực tế đã tiến hành lắp đặt một vài hệ thống tạo tuyết nhưng không thật sự mở rộng quy mô của mảng kinh doanh này – có lẽ do họ thích bán ván trượt tuyết hơn là thứ tạo ra môi trường [để trượt tuyết]. Sang năm 1956, ba nhà sáng lập đã bán lại công ty và bản quyền sáng chế máy tạo tuyết cho Tập đoàn Emhart Corporation. Tiếp đó, hai doanh nhân Joe và Phil Tropeano – chủ sở hữu của Công ty Thủy lợi Larchmont ở Boston – đã mua lại bằng sáng chế của Tey Manufacturing, bắt đầu phát triển và sản xuất hàng loạt thiết bị làm tuyết của riêng họ dựa trên thiết kế của Pierce. Và khi lĩnh vực này trở nên phát đạt, Larchmont cùng anh em nhà Waterseano bắt đầu kiện các đối thủ cạnh tranh khác. Những tranh cãi tại tòa đã khiến sáng chế của Tey bị đem ra lật lại, căn cứ trên nghiên cứu của nhóm Ray Ringer và được được cấp bằng trước cả Pierce.

Năm 1958, một nhà phát minh và doanh khác tên là Alden Hanson lại nộp bằng sáng chế cho một thiết bị làm tuyết mới bằng quạt (fan snowmaker). Nếu như thiết kế của Tey sử dụng máy nén [khí và nước] nên còn tồn tại nhiều nhược điểm như gây ra tiếng ồn lớn và đòi hỏi rất nhiều năng lượng, chưa kể vòi nước cũng thi thoảng bị đóng băng dẫn tới hiệu quả không cao, Hanson đã khắc phục nhược điểm này bằng cách sử dụng quạt, nước kết tinh ở dạng hạt và tác nhân tạo hạt (chẳng hạn các hạt bụi bẩn). Năm 1961, ông đã được cấp bằng sáng chế cho cỗ máy của mình và đó được xem là mô hình tiên phong của hầu hết các hệ thống tạo tuyết bằng quạt ngày nay.

Năm 1969, bộ ba nhà phát minh Erikson, Wollin và Zaunier tại Phòng thí nghiệm Lamont Lab tại Đại học Columbia đã nộp hồ sơ xin cấp bằng sáng chế cho một hệ thống máy làm tuyết khác. Hay được gọi là bằng sáng chế Wollin, thiết kế này đã sử dụng một cánh quạt quay được chế tạo đặc biệt, chịu ảnh hưởng bởi áp lực của luồng nước từ phía sau, khiến nước bị tán nhỏ về mặt cơ học trước khi phun ra mặt trước và trở thành tuyết trong điều kiện đóng băng. Các nhà phát minh sau đó đã đi xa hơn khi thành lập công ty Snow Machines International (SMI) – nhà sản xuất máy tạo tuyết dựa trên sáng chế Wollin. Công ty đã nhanh chóng ký kết thỏa thuận cấp phép và chia sẻ với chủ sở hữu của bằng sáng chế Hanson nhằm ngăn chặn các tranh chấp có thể phát sinh.

Đến năm 1974, một bằng sáng chế nữa lại được cấp cho công ty Boyne Snowmaker với thiết kế bao gồm một hệ thống quạt phân luồng nằm cách ly bộ kết tinh ở bên ngoài ống dẫn, và cách xa các vòi phun nước được bố trí phía trên đường trung tâm và mép dưới ống dẫn. SMI sau đó cũng ký kết một thỏa thuận xin cấp phép và sử dụng với Boyne Snowmaker.

Năm 1978, hai doanh nhân Bill Riskey và Jim VanderKelen cũng nộp đơn xin cấp bằng sáng chế cho một hệ thống mới – thường được biết đến với cái tên máy kết tinh Lake Michigan, tích hợp các sáng tạo đã có nhưng bổ sung thêm một lớp bọc bằng nước. Lake Michigan đã hoạt động rất hiệu quả và không mắc phải những vấn đề trong quá trình đóng băng mà nhiều máy tạo tuyết bằng quạt trước đó đôi khi vẫn mắc phải. Sang đến năm 1992, VanderKelen cũng được cấp bằng cho một số cải tiến trên Silent Storm Snowmaker – cỗ máy làm tuyết sử dụng một chiếc quạt với những cánh kiểu mới và có thể điều chỉnh được tốc độ.

Chưa ai biết các nhà phát minh sẽ cho ra đời thêm những hệ thống máy làm tuyết nào nữa, nhưng trước tình trạng biến đổi khí hậu và nhu cầu ngày càng gia tăng, đây chắc chắn sẽ là một lĩnh vực kinh doanh đầy hấp dẫn, thu hút tâm trí của nhiều doanh nhân lẫn nhà nghiên cứu.

Tuyết nhân tạo thường được tạo ra nhờ quá trình nén nước và không khí qua một súng bắn tuyết (snow gun). Nhu cầu đối với tuyết nhân tạo đang ngày càng gia tăng do tình trạng biến đổi khí hậu và sự mọc lên của nhiều khu nghỉ dưỡng trượt tuyết, phim trường, … nhất là tại các quốc gia nhiệt đới. Theo Ủy ban Môi trường châu Âu (European Environment Commission), số ngày tuyết rơi ở Bắc Bán cầu đã bị giảm đi khoảng năm ngày sau mỗi thập kỷ kể từ thập niên 1970. Do đó, Thế vận hội mùa Đông Sochi 2014 (tại Nga) và Pyeongchang 2018 (tại Hàn Quốc) đã phải sử dụng máy làm tuyết nhân tạo để bổ sung cho lượng tuyết tự nhiên và đảm bảo môi trường cho các vận động viên tranh tài. Vận động viên trượt truyết tranh tài tại Thế vận hội mùa đông Sochi 2014 ở Nga. Ảnh: National Geographic. Quá trình làm tuyết nhân tạo đòi hỏi môi trường nhiệt độ thấp. Nhiệt độ bầu ướt (wet bulb temperature) là thước đo thường được sử dụng trong quá trình tạo tuyết, dựa trên hai tham số là nhiệt độ và độ ẩm tương đối của không khí. Nhiệt độ bầu ướt luôn phải được giữ thấp hơn nhiệt độ ngoài trời. Độ ẩm không khí càng cao, môi trường càng cần phải lạnh để biến những giọt nước nhỏ thành tinh thể tuyết. Để khởi động một hệ thống tạo tuyết, nhiệt độ bầu ướt thường được giữ ở mức -2,5°C/27,5°F; nếu độ ẩm không khí thấp, ngưỡng này có thể được điều chỉnh tăng lên 0°C/32°F. Nếu nhiệt độ bầu ướt sụt giảm, tuyết sẽ được tạo ra nhiều và nhanh hơn. Ngoài ra, hoạt động làm tuyết nhân tạo thường khá tốn kém do sử dụng rất nhiều năng lượng.