Kỳ tích kỹ thuật đột phá của SpaceX mở ra những nhiệm vụ không gian hấp dẫn

Kỳ tích kỹ thuật đột phá

SpaceX đã đạt được một kỳ tích kỹ thuật mang tính đột phá vào 13/10 khi tiến hành chuyến bay thử nghiệm thứ năm của tên lửa Starship khổng lồ, sau đó đưa tên lửa đẩy trở lại bệ phóng ở Texas bằng các cánh tay cơ học 7 phút sau đó. Đây là thành tựu đầu tiên đóng vai trò quan trọng với tầm nhìn của SpaceX về việc tái sử dụng tên lửa Starship.

Chuyến bay thử nghiệm bắt đầu bằng một cú phóng "sấm sét" tên lửa Starship lúc 7h25 sáng 13/10 (theo giờ miền Trung) từ địa điểm phóng Starbase của SpaceX ở Nam Texas, cách biên giới Mỹ - Mexico vài km về phía Bắc. Tổ hợp Starship cao 121 m với 2 tầng kết hợp. Tầng 1 là tên lửa đẩy Super Heavy cao khoảng 70 m tạo ra lực đẩy 74,3 Meganewton, mạnh gấp khoảng 2 lần so với tên lửa Saturn V được sử dụng trong các sứ mệnh Apollo. Tầng còn lại là tàu vũ trụ Starship, nguyên mẫu tàu vũ trụ mà tỷ phú Elon Musk hy vọng một ngày nào đó sẽ đưa con người lên sao Hỏa.

Chuyến bay thử nghiệm thứ năm tên lửa thế hệ mới Starship của SpaceX tại phía Nam Texas sáng 13/10. Ảnh: Stephen Clark/Ars Technica

Sau khi đạt độ cao cực đại, Starship kích hoạt động cơ riêng và tiếp tục bay trong khi tên lửa đẩy Super Heavy bắt đầu hạ xuống vận tốc siêu thanh trước khi đốt cháy 13 động cơ để đốt phanh lần cuối. Sau đó, tên lửa chuyển xuống chì còn 3 động cơ để thực hiện các thao tác cần thiết nhằm đưa tên lửa lơ lửng trên bệ phóng.

Đó là lúc tháp bệ phóng, được gọi là Mechazilla, giữ chặt tên lửa trong hai cánh tay cơ khí chịu lực. Các động cơ tắt, để lại tên lửa đẩy lơ lửng cách mặt đất 60m.

"Đây là lần đầu tiên bắt được tên lửa đẩy, một bước tiến lớn trên con đường tái sử dụng nhanh chóng", Dan Huot, Giám đốc truyền thông của SpaceX, bình luận về chương trình phát sóng trực tuyến chuyến bay thử nghiệm của công ty.

Trong 4 chuyến bay thử nghiệm Starship trước đó của SpaceX, công ty đã đưa tên lửa đẩy Super Heavy hướng tới một cuộc hạ cánh có kiểm soát ở Vịnh Mexico, ngay ngoài khơi bờ biển Texas. Các tên lửa đẩy trong 3 chuyến bay đầu tiên đã không hạ cánh an toàn xuống nước nhưng trong nhiệm vụ thứ tư vào tháng 6, Super Heavy đã hoàn thành quá trình hạ cánh xuống biển với độ chính xác đáng kinh ngạc, chỉ cách nơi dự kiến nửa cm, ông Bill Gerstenmaier, Phó chủ tịch phụ trách xây dựng và xác nhận độ tin cậy chuyến bay của SpaceX cho hay.

Kết quả đó đã giúp SpaceX tự tin đưa tên lửa đẩy trở lại bệ phóng trong nhiệm vụ Starship thứ năm. Cục Hàng không Liên bang - đơn vị chịu trách nhiệm đảm bảo an toàn công cộng trong quá trình phóng tàu vũ trụ, đã mất thêm 1 tháng để xem xét kế hoạch chuyến bay của SpaceX.

Cuối cùng, vào 12/10, cơ quan quản lý liên bang này đã cấp giấy phép cho SpaceX phóng Starship và cố gắng thu hồi lại tầng đẩy.

Vụ phóng thứ năm của Starship

Khi bụi lắng xuống bệ phóng, để lộ tên lửa đẩy Super Heavy nằm gọn trong cánh tay robot, những tiếng reo hò vang lên tại nhà máy tên lửa của SpaceX ở Hawthorne, California, nơi công ty tổ chức chương trình phát sóng trực tiếp chuyến bay thử nghiệm Starship vào 13/10. Sự chú ý sau đó đã chuyển sang Starship, về cơ bản là tầng trên của tên lửa khi nó tắt 6 động cơ và bắt đầu hành trình 40 phút vòng quanh thế giới.

Vào giai đoạn cuối trên biển, lực hấp dẫn của Trái Đất kéo con tàu trở lại bầu khí quyển. Video trực tiếp được truyền xuống từ tên lửa thông qua mạng internet vệ tinh Starlink của SpaceX cho thấy một lớp plasma bao phủ phương tiện. Nhiệt độ bên ngoài con tàu được dự đoán đạt 1.430 độ C, đủ nóng để làm tan chảy nhôm. Starship và Super Heavy được làm bằng thép không gỉ có sức chịu nhiệt tốt hơn.

Khi bay với phần mũi hướng lên trên, Starship đã để lộ hàng nghìn tấm chắn nhiệt bằng gốm của mình trước luồng khí nóng bỏng trong quá trình hồi quyển. Đối với chuyến bay này, SpaceX đã lắp đặt các tấm bảo vệ nhiệt nâng cấp và thêm một lớp chắn nhiệt thứ cấp bên dưới chúng. Trong chuyến bay thử nghiệm Starship trước đó vào tháng 6, tình trạng thiêu đốt khi hồi quyển đã làm bong một số phần của tấm chắn nhiệt và làm hỏng các cánh phụ của tàu, vốn được sự dụng để giúp duy trì kiểm soát khi đi vào sâu hơn bầu khí quyển.

Tuy nhiên, con tàu này vẫn sống sót khi hồi quyển và thực hiện quá trình đốt cháy hạ cánh, sử dụng 3 động cơ để giảm tốc và hạ cánh ở tốc độ tương đối thấp trên Ấn Độ Dương. Thành tích vào tháng 6 này là lần đầu tiên Starship hạ cánh nguyên vẹn.

3 trong số 33 động cơ Raptor của tên lửa đẩy Super Heavy giảm tốc độ khi hạ cánh. Ảnh: SpaceX

Trong chuyến bay thử nghiệm vào 13/10, Starship vẫn giữ ổn định trong suốt quá trình hạ cánh. Có một số dấu hiệu trong video từ các camera trên tàu cho thấy hư hỏng do nhiệt độ tương đối nhỏ ở một số cánh phụ của tàu nhưng không đáng kể như những gì SpaceX ghi nhận trong chuyến bay trước.

Lúc đó là ban đêm tại khu vực hạ cánh của Starship ở Ấn Độ Dương. Sau khi giảm xuống dưới tốc độ âm thanh, con tàu lật từ phương ngang sang phương thẳng đứng và bật động cơ Raptor để thực hiện thao tác phanh cuối cùng, cho phép con tàu hạ cánh xuống biển trong tầm nhìn của camera trên phao gần đó. Điều này xác nhận Starship đã hạ cánh chính xác tại nơi nó được cho là phải hạ cánh.

Điều đặc biệt của tên lửa đẩy Super Heavy

Elon Musk, nhà sáng lập kiêm giám đốc điều hành của SpaceX, lần đầu tiên đề xuất kế hoạch nhằm phục hồi tầng đầu tiên của Starship, được gọi là tên lửa đẩy Super Heavy, cách đây gần 4 năm.

"Chúng tôi sẽ cố gắng bắt tên lửa đẩy Super Heavy bằng cánh tay tháp phóng, sử dụng các vây lưới để chịu tải", ông Musk đăng trên Twitter vào tháng 12/2020, hai năm trước khi ông mua lại nền tảng truyền thông xã hội này và đổi tên thành X.

Cách tiếp cận này khác với cách SpaceX hạ cánh tên lửa đẩy Falcon 9 nhỏ hơn. Falcon 9 có chân hạ cánh và thường hạ cánh trên các tàu không người lái nổi cách xa hàng trăm km trên đại dương hoặc tại một khu vực hạ cánh trên bờ tách biệt với bệ phóng. SpaceX đã hạ cánh tên lửa đẩy Falcon 9 hơn 350 lần, nhưng tên lửa đẩy Super Heavy cao hơn 50% so với tầng đầu tiên của Falcon 9 và đường kính gấp gần hai lần rưỡi.

Điều này khiến Super Heavy ở một đẳng cấp khác. Tên lửa đẩy tầng đầu tiên của Starship lớn hơn cả thân máy bay Boeing 747. Hình ảnh tên lửa đẩy Super Heavy được SpaceX chụp giữa không trung vào 13/10 trông rất giống với mô tả ban đầu của ông Musk.

Cho đến nay, NASA vẫn là khách hàng lớn nhất của SpaceX đối với Starship. Cơ quan này đang trả cho SpaceX 4 tỷ USD để phát triển hai tàu Starship đã được cải tiến thành tàu đổ bộ lên Mặt Trăng có khả năng chở người cho chương trình Artemis. Starship sẽ vận chuyển các phi hành gia từ vị trí gần Mặt Trăng đến bề mặt Mặt Trăng, sau đó quay trở lại không gian để trở về Trái Đất trên tàu vũ trụ Orion của NASA.

Ưu điểm của thiết kế SpaceX là với khả năng tiếp nhiên liệu, Starship về mặt lý thuyết có thể vận chuyển trọng tải 100 tấn trở lên đến Mặt Trăng hoặc Sao Hỏa, công suất lớn hơn đáng kể so với bất kỳ tên lửa nào khác. Các tàu có thể được tiếp nhiên liệu nhiều lần, thường xuyên di chuyển giữa Trái Đất và các điểm đến trong không gian, giúp thực hiện mọi loại nhiệm vụ.

Giám đốc NASA Bill Nelson đã ca ngợi chuyến bay thử nghiệm thành công hôm 13/10: "Xin chúc mừng SpaceX vì đã bắt thành công tên lửa đẩy và thử nghiệm chuyến bay Starship thứ năm hôm nay! Khi chúng tôi chuẩn bị quay trở lại Mặt Trăng trong chương trình Artemis, việc tiếp tục thử nghiệm sẽ giúp chúng tôi chuẩn bị cho các sứ mệnh táo bạo sắp tới, bao gồm cả khu vực Cực Nam của Mặt Trăng và sau đó là Sao Hỏa".

Kiều Anh/VOV.VN (biên dịch) Theo: arstechnica