Cuộc đua tên lửa tái sử dụng nóng lên: Tham vọng mới của Trung Quốc, Nhật Bản

Khác với cách đây vài năm khi SpaceX gần như “độc diễn” với các vụ hạ cánh ngoạn mục của Falcon 9, hiện nay Trung Quốc, Nhật Bản và châu Âu đều đang tăng tốc để thu hẹp khoảng cách.

Động cơ YF-100K của Trung Quốc trưng bày tại Airshow China. Ảnh: Wikipedia

Bước tiến đáng chú ý nhất đến từ Trung Quốc khi cuối tuần này lần đầu tiên thu hồi thành công tầng đẩy của tên lửa Trường Chinh 10B sau chuyến bay lên quỹ đạo. Sau khi tách tầng khoảng 6 phút, tầng đẩy quay trở lại theo phương thẳng đứng và được hệ thống lưới gắn trên giàn nổi ngoài khơi đón thành công. Đây là lần đầu tiên Trung Quốc thu hồi được tầng đẩy của một tên lửa quỹ đạo, đồng thời cũng là phương pháp thu hồi khác biệt so với cách hạ cánh trực tiếp trên sà lan hoặc bệ đáp mà SpaceX đang sử dụng.

Tên lửa Trường Chinh 10B được trang bị 7 động cơ YF-100K sử dụng nhiên liệu dầu hỏa và oxy lỏng, có khả năng đưa khoảng 16 tấn hàng hóa lên quỹ đạo thấp của Trái Đất. Đây là phiên bản nền tảng cho dòng Trường Chinh 10 mạnh hơn, dự kiến sử dụng 21 động cơ để phục vụ chương trình đưa phi hành gia Trung Quốc lên Mặt Trăng trước năm 2030. Thành công lần này cũng đánh dấu bước tiến lớn sau nhiều thử nghiệm chưa thành công của Trung Quốc trong năm 2025 với các mẫu Zhuque-3 và Trường Chinh 12A.

Trong khi đó, Nhật Bản cũng cho thấy quyết tâm không đứng ngoài cuộc đua khi Cơ quan Thám hiểm Hàng không Vũ trụ Nhật Bản (JAXA) ngày 11-7 đã thông báo thử nghiệm thành công nguyên mẫu tên lửa tái sử dụng RV-X. Mặc dù chỉ bay lên độ cao khoảng 11 m, di chuyển ngang 16 m trước khi hạ cánh sau khoảng 40 giây, cuộc thử nghiệm được đánh giá là bước khởi đầu quan trọng để phát triển phương tiện Callisto - dự án hợp tác giữa Nhật Bản, Pháp và Đức. Kết quả từ RV-X cũng góp phần hoàn thiện thiết kế Callisto trước các chuyến bay thử ở độ cao lớn hơn trong thời gian tới.

Việc Nhật Bản đầu tư cho tên lửa tái sử dụng xuất phát từ thực tế tên lửa H3 - phương tiện phóng chủ lực hiện nay - chỉ sử dụng một lần. Điều này khiến chi phí đưa vệ tinh lên quỹ đạo vẫn ở mức cao, làm giảm khả năng cạnh tranh trước các nhà cung cấp dịch vụ phóng quốc tế. Bên cạnh JAXA, khu vực tư nhân Nhật Bản cũng bắt đầu tham gia cuộc chơi khi Honda R&D năm ngoái đã thử nghiệm thành công nguyên mẫu tên lửa tái sử dụng đầu tiên do doanh nghiệp nước này phát triển.

Tên lửa RV-X thử nghiệm tại Noshiro (Akita, Nhật Bản). Ảnh: JAXA

Tuy nhiên, nhắc đến tên lửa tái sử dụng, SpaceX vẫn là cái tên dẫn đầu với khoảng cách rất lớn so với phần còn lại. Từ lần đầu tiên thu hồi thành công tầng một Falcon 9 vào cuối năm 2015, công ty của tỷ phú Elon Musk đã biến công nghệ này thành hoạt động thương mại thường xuyên. Hiện nay, phần lớn các vụ phóng Falcon 9 đều sử dụng tầng đẩy đã bay nhiều lần trước đó, có những tên lửa đạt trên 20 chuyến bay. Việc tái sử dụng đã giúp SpaceX rút ngắn đáng kể thời gian chuẩn bị giữa các lần phóng, đồng thời giảm mạnh chi phí đưa vệ tinh lên quỹ đạo, tạo lợi thế vượt trội trên thị trường dịch vụ không gian toàn cầu.

Không dừng lại ở Falcon 9, SpaceX còn đang theo đuổi mục tiêu tham vọng hơn với Starship - hệ thống tên lửa được thiết kế để cả tầng đẩy Super Heavy và tầng trên đều có thể tái sử dụng hoàn toàn. Nếu thành công, Starship có thể tiếp tục kéo giảm chi phí phóng xuống mức thấp chưa từng có, mở đường cho các dự án quy mô lớn như xây dựng căn cứ trên Mặt Trăng, vận chuyển hàng hóa lên sao Hỏa hay triển khai các siêu chòm vệ tinh trong tương lai.

Tên lửa Falcon 9. Ảnh: SpaceX

Châu Âu cũng không đứng ngoài xu thế. Sau nhiều năm phụ thuộc vào tên lửa Ariane sử dụng một lần, Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) đang thúc đẩy hàng loạt chương trình phát triển công nghệ tái sử dụng. Dự án nổi bật nhất là Callisto - phương tiện thử nghiệm cất hạ cánh thẳng đứng do Pháp, Đức và Nhật Bản hợp tác phát triển. Song song đó là dự án Themis, sử dụng tầng đẩy có khả năng hạ cánh và tái sử dụng nhằm tích lũy công nghệ cho thế hệ tên lửa châu Âu trong tương lai. Dù vẫn chậm hơn Mỹ và Trung Quốc, các chương trình này cho thấy châu Âu không muốn bị bỏ lại trong cuộc cạnh tranh về chi phí phóng.

Có thể thấy, điểm chung trong chiến lược của các quốc gia là đều hướng đến mục tiêu giảm giá thành. Theo các chuyên gia, một tên lửa truyền thống chỉ sử dụng một lần giống như một chiếc máy bay bị tháo dỡ sau mỗi chuyến bay. Trong cấu trúc của tên lửa, tầng đẩy chiếm phần lớn giá trị chế tạo. Nếu có thể thu hồi và sử dụng lại nhiều lần, chi phí mỗi lần phóng sẽ giảm đáng kể, trong khi tần suất khai thác được nâng cao. Đây là yếu tố đặc biệt quan trọng khi thế giới bước vào thời kỳ bùng nổ vệ tinh quỹ đạo thấp, Internet vệ tinh, quan sát Trái Đất, dẫn đường và các sứ mệnh không gian thương mại.

Dự án tên lửa tái sử dụng của châu Âu mang tên Callisto. Ảnh: Trung tâm Nghiên cứu vũ trụ quốc gia Pháp (CNES)

Bên cạnh yếu tố kinh tế, cuộc đua tên lửa tái sử dụng còn gắn liền với cạnh tranh chiến lược giữa các cường quốc. Khả năng phóng nhanh, chi phí thấp và tần suất cao giúp các quốc gia triển khai hàng nghìn vệ tinh phục vụ viễn thông, định vị, giám sát và quốc phòng. Đây cũng là nền tảng cho các chương trình đưa người lên Mặt Trăng, xây dựng trạm không gian thế hệ mới và thậm chí hướng tới sao Hỏa. Chính vì vậy, việc Trung Quốc tăng tốc phát triển Trường Chinh 10B, Nhật Bản thử nghiệm RV-X hay châu Âu đầu tư cho Callisto và Themis đều phản ánh nỗ lực giành lợi thế trong cuộc cạnh tranh không gian đang ngày càng quyết liệt.

Nhìn chung, dù SpaceX vẫn duy trì khoảng cách dẫn đầu, những thành công gần đây của Trung Quốc cùng các chương trình thử nghiệm tại Nhật Bản và châu Âu cho thấy công nghệ tên lửa tái sử dụng đang bước vào giai đoạn phổ biến hơn. Điều này dễ hiểu, bởi ưu thế trong lĩnh vực mới này sẽ quyết định vị thế của các cường quốc trong nền kinh tế không gian trị giá hàng nghìn tỷ USD đang hình thành.