Công ty Trung Quốc chơi lớn, dùng gỗ chế tạo chóp tên lửa để giảm chi phí

Công ty vũ trụ thương mại Trung Quốc Light Year Explorer đã chế tạo một vỏ tên lửa với lớp vỏ ngoài bằng gỗ để giảm chi phí và thời gian. Ảnh: qq.com.

Một công ty hàng không vũ trụ thương mại Trung Quốc vừa chế tạo thành công phần chóp bảo vệ tên lửa có lớp vỏ ngoài bằng gỗ. Đây là một trong những hướng đi mới nhằm giảm chi phí sản xuất, rút ngắn thời gian chế tạo và thúc đẩy hoạt động phóng tên lửa thương mại với tần suất cao.

Vỏ gỗ được thiết kế để thay thế vật liệu composite đắt đỏ

Theo công ty Light Year Explorer có trụ sở tại tỉnh Giang Tô, Trung Quốc, phần chóp bảo vệ tên lửa mới sử dụng các tấm gỗ dán có mật độ thấp, được tạo hình thành một đường cong khí động học trơn. Bên trong là bộ khung kim loại có nhiệm vụ chịu lực và bảo đảm độ bền kết cấu.

Trong bài đăng trên mạng xã hội hôm thứ Hai, công ty cho biết thiết kế này có thể đáp ứng những yêu cầu hiệu năng quan trọng tương đương các loại chóp bảo vệ làm từ vật liệu composite truyền thống, bao gồm trọng lượng, độ cứng kết cấu, khả năng truyền sóng vô tuyến và giảm tiếng ồn. Trong khi đó, chi phí sản xuất và thời gian chế tạo được cắt giảm đáng kể.

Phần chóp có đường kính 4,2 m, được thiết kế phù hợp với các dòng tên lửa thương mại phổ biến. Kích thước này cho phép tên lửa mang theo nhiều vệ tinh trong cùng một chuyến phóng theo hình thức chia sẻ tải trọng, hoặc vận chuyển một vệ tinh có kích thước lớn. Theo Light Year Explorer, thiết kế mới hướng tới đáp ứng nhu cầu phóng thường xuyên để triển khai các chòm vệ tinh.

Công ty cho biết sản phẩm sẽ trải qua các cuộc thử nghiệm và quy trình kiểm định để hoàn thiện thiết kế trước khi bàn giao cho khách hàng.

Bộ phận bảo vệ quan trọng trong quá trình phóng tên lửa

Chóp bảo vệ tên lửa, còn gọi là vỏ chụp tải trọng (payload fairing), là phần hình nón ở đầu tên lửa, có nhiệm vụ che chắn vệ tinh và các thiết bị khác trong giai đoạn đầu của hành trình bay qua khí quyển Trái đất.

Bộ phận này bảo vệ tải trọng trước áp lực khí động học rất lớn, nhiệt độ cao và tiếng ồn trong quá trình tên lửa tăng tốc, đồng thời duy trì hình dạng ổn định để không ảnh hưởng đến khả năng bay. Khi tên lửa vượt ra khỏi khí quyển, phần chóp sẽ tách khỏi thân tên lửa và rơi xuống, giải phóng tải trọng để vệ tinh tiếp tục di chuyển vào quỹ đạo đã định.

Thông thường, chóp bảo vệ tải trọng được chế tạo từ hợp kim nhôm hoặc các vật liệu composite tiên tiến. Tuy nhiên, chi phí sản xuất cao cùng chu kỳ chế tạo kéo dài có thể trở thành rào cản đối với việc gia tăng tần suất phóng vệ tinh thương mại.

Các doanh nghiệp hàng không vũ trụ thương mại Trung Quốc đang tìm cách phát triển những công nghệ tiết kiệm chi phí, trong đó có tên lửa tái sử dụng. Mục tiêu là đưa chi phí phóng xuống thấp hơn, đồng thời cho phép thực hiện các chuyến bay thường xuyên và duy trì hoạt động phóng trong dài hạn, qua đó mở rộng khả năng khai thác không gian thương mại trên quy mô lớn.

Hiện Mỹ vẫn dẫn đầu về công nghệ tên lửa tái sử dụng, chủ yếu nhờ đóng góp của công ty tư nhân SpaceX. Doanh nghiệp này đã thực hiện thành công hàng trăm lần hạ cánh và tái sử dụng tầng đẩy tên lửa.

Tham vọng giảm giá thành từ những bộ phận kết cấu

Light Year Explorer cho biết công ty đang tập trung phát triển các cấu kiện kết cấu tên lửa với mục tiêu giảm chi phí sản xuất.

Doanh nghiệp này đã chế tạo nhiều loại linh kiện, trong đó có bình chứa bằng thép không gỉ, chóp bảo vệ bằng gỗ và các đoạn thân hình trụ - hình nón có kết cấu gấp nếp. Theo công ty, những bộ phận này cộng lại chiếm khoảng 60% trọng lượng của một tên lửa.

Trong khi đó, các nhà khoa học trên thế giới cũng đang thử nghiệm sử dụng gỗ trong những ứng dụng liên quan đến không gian.

Gỗ có thể cháy sạch với mức độ ô nhiễm thấp, khác với kim loại vốn có thể để lại các hạt vật chất khi rơi trở lại khí quyển. Vật liệu này cũng có khả năng bền hơn trong môi trường chân không ngoài không gian, nơi không có nước, oxy và côn trùng – những yếu tố có thể gây hư hại cho gỗ trên Trái đất.

Năm 2024, vệ tinh gỗ đầu tiên trên thế giới mang tên LignoSat, do các nhà nghiên cứu thuộc Đại học Kyoto phát triển, đã được đưa vào không gian từ Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS).

Vệ tinh có dạng khối lập phương, mỗi cạnh dài 10 cm, đã bay quanh Trái đất trong khoảng bốn tháng. Tuy nhiên, các nhà khoa học không thể thiết lập liên lạc ổn định với vệ tinh từ mặt đất. Nguyên nhân được cho là liên quan đến sự cố phần mềm và cơ chế triển khai ăng-ten.

Theo số tháng 4 của Kizuna, tạp chí chính thức của Chính phủ Nhật Bản, lần phóng tiếp theo dự kiến diễn ra vào năm sau, với mục tiêu thiết lập được liên lạc giữa vệ tinh và các trạm mặt đất.