Nhộn nhịp cuộc đua không gian

Tên lửa vũ trụ Nuri được chuyển đến bệ phóng tại Trung tâm Vũ trụ Naro (quận Goheung-gun, tỉnh Jeollanam-do, Hàn Quốc).

Kể từ năm 1950, với “cuộc đua tay đôi” là Mỹ và Liên Xô (cũ), tới nay đã có tới 90 quốc gia quan tâm tới cuộc đua vào vũ trụ và tới 77 sứ mệnh Mặt trăng thành công. Quy mô của ngành công nghiệp vũ trụ toàn cầu tính tới tháng 6/2024 đạt 630 tỷ USD, chủ yếu thông qua các dịch vụ phóng vệ tinh liên lạc, định vị hay khảo sát tài nguyên. Dự kiến đến năm 2030 sẽ là 1,4 nghìn tỷ USD và năm 2035 sẽ lên tới 1,8 nghìn tỷ USD.

Sau thời gian yên ắng, tới nay một cuộc đua mới tới Mặt trăng lại được khởi động với sứ mệnh có người lái và không người lái. Theo NASA (Cơ quan Không gian Hoa Kỳ), tính tới tháng 5/2024, cuộc đua không gian mới được coi là sẽ diễn ra giữa Hoa Kỳ, Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất, Nhật Bản, Ấn Độ, Nga và Trung Quốc. Trong khi đó, theo Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA), hơn 100 sứ mệnh Mặt trăng của các công ty tư nhân và chính phủ sẽ diễn ra vào năm 2030.

Cuộc đua lên Mặt trăng đang rất nóng

Bà Michelle Hanlon - Giám đốc điều hành Trung tâm Luật Hàng không và Vũ trụ (Đại học Mississippi, Mỹ) cho rằng, giới khoa học đã coi Mặt trăng là nơi chứng minh về khả năng phát triển cho nhân loại.

Vệ tinh gần Trái đất nhất có thể giúp cải thiện khả năng sống trong không gian của loài người. Một lý do khác cho cuộc đua mới lên Mặt trăng là nó đóng vai trò như một bước đệm trong việc tiếp cận và sử dụng nhiều tài nguyên có sẵn trong không gian, có nghĩa là giá trị vật chất rất lớn.

Tới nay, người ta đã biết rằng Mặt trăng không hoàn toàn cằn cỗi và khô ráo. Các nhà khoa học suy đoán khu vực ở cực nam của Mặt trăng, nơi nhận được ít ánh sáng Mặt trời nhất có thể có trữ lượng nước đóng băng khổng lồ ở đáy các miệng núi lửa lớn. Lượng nước này là yếu tố thiết yếu của bất kỳ kế hoạch dài hạn nào có sự tham gia của con người hiện có trên bề mặt Mặt trăng. Oxy và hydro có trong nước Mặt trăng là thành phần cần thiết trong việc tạo ra nhiên liệu tên lửa.

“Nhiều nghiên cứu chỉ ra rằng Mặt trăng cũng rất giàu kim loại đất hiếm và đồng vị helium-3. Hợp chất này rất hiếm trên Trái đất nhưng được tìm thấy rất nhiều trên Mặt trăng và có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho các lò phản ứng tổng hợp hạt nhân” - bà Hanlon nói và cho rằng một khi các nhà khoa học hoàn toàn hiểu cách tận dụng công nghệ tổng hợp hạt nhân, đồng vị helium-3 trên Mặt trăng có thể được sử dụng để cung cấp năng lượng cho toàn bộ Trái đất trong nhiều thế kỷ.

Hiện sứ mệnh Artemis có người lái đầu tiên của NASA, Artemis II dự kiến sẽ phóng vào năm 2025. Năm 2026, cơ quan này có kế hoạch đưa các phi hành gia đầu tiên hạ cánh xuống cực nam của Mặt trăng, nơi mà một nửa Mặt trăng không thể nhìn thấy từ Trái đất. Trung Quốc và Nga đã công bố kế hoạch thành lập căn cứ hợp tác trên Mặt trăng vào năm 2035.

Trong khi Nhật Bản phóng tàu đổ bộ lên Mặt trăng vào tháng 1/2024 thì Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất đang nghiên cứu Rashid 2, tàu vũ trụ thứ hai hướng tới Mặt trăng.

“Khi cuộc đua lên Mặt trăng ngày càng nóng lên, bất kể ai thắng, dữ liệu mà các quốc gia này thu thập và chia sẻ sẽ là nguồn tài nguyên vô giá cho các nhà khoa học Trái đất.

Hiểu rõ hơn về Mặt trăng không chỉ có thể giúp khai thác tài nguyên của nó để mang lại lợi ích cho nhân loại mà còn đóng vai trò là cơ sở hoạt động để khởi động các sứ mệnh thám hiểm không gian mới và thúc đẩy chương trình nghị sự thuộc địa hóa không gian”, TS Josef Aschbacher - Giám đốc ESA nói.

Người dân Nhật Bản theo dõi tàu vũ trụ SLIM hạ cánh xuống bề mặt Mặt trăng, ngày 20/1/2024.

Châu Âu không để “lỗi nhịp một lần nữa”

Việc Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) công bố mẫu tàu vũ trụ Ariane 6 hoàn toàn mới, dự kiến sẽ được phóng vào tháng 8/2024 trong bối cảnh cuộc đua khám phá vũ trụ đang trở nên sôi động hơn bao giờ hết, cho thấy quyết tâm của các nước châu Âu trong việc lấy lại lợi thế khám phá không gian, sau 4 năm bị trì hoãn.

TS Aschbacher khẳng định, Ariane 6 là một bước tiến vô cùng quan trọng đối với công cuộc du hành vũ trụ ở châu Âu vì con tàu này sẽ giúp họ quay trở lại không gian. “Chúng tôi không chấp nhận việc các quốc gia châu Âu đánh mất khả năng tiến vào không gian vũ trụ. Việc phóng tàu lần này sẽ giúp chúng tôi có được sự độc lập với các đối tác khác".

Tàu Ariane 6 là phiên bản kế thừa của Ariane 5, hoạt động từ năm 1996 cho đến mùa hè năm 2023. Đối với giới khoa học vũ trụ châu Âu, Ariane 6 sẽ mở đường cho việc áp dụng các chuyến bay thương mại lên vũ trụ như một phương tiện đi lại hàng ngày.

Bà Samantha Cristoforetti - phi hành gia tại Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) nói: "Chúng tôi rất cần một phương tiện vận chuyển hàng hóa mới ở châu Âu bởi chúng tôi phải sẵn sàng cho viễn cảnh khi Trạm Vũ trụ quốc tế (ISS) không còn nữa, thay vào đó là các trạm vũ trụ tư nhân. Chúng tôi muốn trở thành nhà cung cấp chính trong ngành chứ không phải là khách hàng".

Nói như TS Aschbacher, châu Âu (trong khái niệm 27 quốc gia thành viên Liên minh châu Âu - EU) không muốn “lỡ nhịp một lần nữa”. Nếu như Mỹ và Nga vẫn là hai cường quốc vũ trụ, thì nay lại thêm nhiều quốc gia cực mạnh khác, trong đó phải kể đến nhóm các nước châu Á, mà điển hình là Trung Quốc và Ấn Độ. Tiếp đó là Nhật Bản và Hàn Quốc.

“Nếu chúng ta tiếp tục chậm chân trong cuộc đua đổ bộ lên Mặt trăng thì đến một lúc nào đó người Đức, người Pháp hay là người Italy muốn du lịch không gian sẽ phải đặt vé từ Mỹ hay là Trung Quốc. Vậy thì tại sao chúng ta không trở thành người cung cấp dịch vụ mà lại chấp nhận là người bỏ tiền ra để mua dịch vụ?” - nữ phi hành gia Cristoforetti của ESA bày tỏ.

Một người Ấn Độ ăn mừng khi tàu vũ trụ Chandrayaan-3 hạ cánh thành công xuống vùng cực nam của Mặt trăng vào ngày 23/8/2023.

3 bước trong chiến lược Mặt trăng của Trung Quốc

Tới nay, sau sự kiện tàu vũ trụ Thường Nga-6 hạ cánh và thu thập các mẫu vật từ vùng khuất của Mặt trăng thì vị thế của Trung Quốc trong cuộc đua chinh phục không gian đã được khẳng định.

Ngành nghiên cứu không gian của nước này đã thực hiện “4 chuyển đổi” từ “đi sau” sang “đi song song” và “dẫn đầu một phần”; từ mô hình truyền thống sang mô hình hiện đại; từ ứng dụng thử nghiệm sang ứng dụng thương mại và phục vụ đất nước, góp phần vào thành tựu nghiên cứu không gian chung của nhân loại.

Trong những thành tựu vượt bậc mà ngành hàng không vũ trụ Trung Quốc đạt được, nổi bật nhất là lĩnh vực thăm dò Mặt trăng. Kể từ khi chính thức khởi động năm 2004 đến nay, sau 20 năm, dự án thám hiểm Mặt trăng - “dự án Thường Nga” đã có những đóng góp tích cực trong hành trình khám phá Mặt trăng của con người.

Chiến lược chinh phục Mặt trăng được giới khoa học của Trung Quốc bao gồm 3 bước là “bay quanh, hạ cánh và quay về”. Tháng 10/2007, tàu thăm dò Mặt trăng đầu tiên của Trung Quốc (Thường Nga-1) đã được phóng thành công vào vũ trụ, thực hiện bước đầu tiên “bay quanh Mặt trăng”.

Theo Viện sĩ Âu Dương Tự Viễn, Thường Nga-1 đã hoạt động trên quỹ đạo trong 494 ngày và thu được hình ảnh đầu tiên của Trung Quốc về bề mặt vệ tinh này cùng hình ảnh lập thể toàn Mặt trăng có độ phân giải 120 mét, bản đồ độ cao, bản đồ phân bố hàm lượng nguyên tố bề mặt Mặt trăng. Tháng 3/2009, Thường Nga-1 hoàn thành nhiệm vụ bay quanh Mặt trăng.

Tới năm 2010, Thường Nga-2 đã thu được hình ảnh trăng tròn có độ phân giải 7 mét lớn nhất thế giới. Năm 2013, Thường Nga-3 đã hạ cánh thành công xuống bề mặt Mặt trăng. Cuối năm 2018, Thường Nga-4 hạ cánh nhẹ nhàng xuống miệng núi lửa Von Karman ở phía xa của Mặt trăng, đi đầu trong việc vén màn bí ẩn về địa điểm này.

Tháng 12/2020, Thường Nga-5 trở lại Trái đất mang theo mẫu đất thu được từ Mặt trăng, đánh dấu lần đầu tiên sau hơn 40 năm con người lại thành công trong việc lấy mẫu vật từ Mặt trăng mang về hành tinh.

Thường Nga-5 đã mang về 1.731 gram mẫu đất từ Mặt trăng, trở thành sứ mệnh lấy mẫu Mặt trăng không người lái lớn nhất thế giới.

Chiều ngày 25/6/2024, tàu vũ trụ Thường Nga-6 đã hạ cánh xuống bãi đáp Siziwang Banner ở vùng sa mạc khu tự trị Nội Mông (miền bắc Trung Quốc), mang theo các mẫu đất và đá thu thập được từ vùng khuất của Mặt trăng. Như vậy, Trung Quốc là quốc gia đầu tiên mang được những mẫu vật từ vùng vẫn còn là ẩn số với giới khoa học. Theo Cơ quan Vũ trụ quốc gia Trung Quốc (CNSA), trước đó con người đã thực hiện 10 lần lấy mẫu vật Mặt trăng nhưng đều ở mặt trước của Mặt trăng.

Viện sĩ Ngô Vĩ Nhân - Trưởng nhóm thiết kế dự án thám hiểm Mặt trăng của Trung Quốc cho biết Thường Nga-7 dự kiến được phóng khoảng năm 2026, nhiệm vụ chính là tìm kiếm bằng chứng về nước trên cực nam của Mặt trăng. Còn Thường Nga-8 dự kiến được phóng vào khoảng năm 2028, nhiệm vụ chính là khám phá các tài nguyên trên Mặt trăng và tiến hành các thí nghiệm tái sử dụng tài nguyên.

Ấn Độ và chủ trương “chinh phục Mặt trăng giá rẻ”

Vào ngày 23/8/2023, tàu vũ trụ Chandrayaan-3 của Ấn Độ lần đầu tiên hạ cánh xuống cực nam của Mặt trăng vừa mang tính lịch sử, vừa “thân thiện” với ngân sách đã khẳng định vị trí của New Delhi trong bản đồ nghiên cứu vũ trụ.

Tới nay, Ấn Độ là quốc gia thứ tư trên thế giới chinh phục Mặt trăng, sau Liên Xô (cũ), Mỹ và Trung Quốc. Tuy nhiên, Ấn Độ lại là quốc gia đầu tiên đặt chân tới cực nam của Mặt trăng và đặc biệt là Ấn Độ có chi phí thấp hơn nhiều so với các quốc gia khác trong cuộc phiêu lưu đầy tốn kém trong không gian.

Thống kê cho thấy, sứ mệnh lên Mặt trăng của Ấn Độ chỉ tiêu tốn khoảng 74 triệu USD, chưa bằng một nửa so với chi phí của tàu đổ bộ Luna 25 của Nga (khoảng 200 triệu USD) và cũng chỉ bằng 1/6 ngân sách ước tính cho tàu thám hiểu VIPER của NASA trong nỗ lực chinh phục cực nam Mặt trăng (434 triệu USD).

Cũng không nhiều người biết rằng tàu vũ trụ Chandrayaan-3 của Ấn Độ cũng được cho là rẻ hơn so với các bộ phim bom tấn không gian của Hollywood, như “Gravity” (100 triệu USD), “The Martian” (108 triệu USD) và "Liên vì sao" (165 triệu USD).

Với trọng lượng chỉ 1.752 kg, Chandrayaan-3, theo Robert Braun - người đứng đầu bộ phận thám hiểm không gian tại Phòng thí nghiệm Vật lý ứng dụng Johns Hopkins cho rằng tàu đổ bộ nhỏ có nghĩa là phương tiện phóng nhỏ hơn, linh kiện nhỏ hơn, ít vật liệu hơn. Phạm vi nhiệm vụ nhỏ thì chi phí có thể sẽ nhỏ.

Đó là bài học mà ISRO đã học từ năm 2014 khi Ấn Độ trở thành quốc gia đầu tiên đưa thành công tàu vũ trụ vào quỹ đạo Sao Hỏa trong lần thử đầu tiên.

Thời điểm đó, hãng Wired đưa tin, bằng cách giữ trọng tải nhẹ, điều chỉnh các công nghệ đã sử dụng trước đây và chi phí nhân công rẻ, ISRO đã cố gắng duy trì chi phí cho sứ mệnh Sao Hỏa ở mức 70 triệu USD. Điều này khác biệt rõ rệt so với cách tàu thăm dò không người lái MAVEN của NASA vận hành lên quỹ đạo Sao Hỏa (Sứ mệnh MAVEN tiêu tốn của NASA 582,5 triệu USD).

Chiến lược chinh phục Mặt trăng của Ấn Độ bắt đầu năm 2008 với Chandrayaan-1, đưa một tàu vũ trụ vào quỹ đạo Mặt trăng và thả một tàu thăm dò tác động mạnh để cố tình đâm vào bề mặt Mặt trăng. Sứ mệnh kết thúc vào tháng 8/2009 khi ISRO mất liên lạc với Chandrayaan-1.

11 năm sau, ISRO mới khởi động lại sứ mệnh Mặt trăng với mục tiên tiến vào cực nam bằng tàu Chandrayaan-2. Cho tới tháng 8/2023, sau hơn 1 tuần thám hiểm ở cực nam Mặt trăng, tàu đổ bộ Vikram đã ghi lại toàn bộ quá trình hạ cánh của tàu Chandrayaan-3.

Trong một thông báo hồi đầu tháng 6/2024, ISRO cho biết đã có kế hoạch thực hiện một sứ mệnh chung với Nhật Bản để gửi một tàu thăm dò khác lên Mặt trăng vào năm 2025 và một sứ mệnh bay vào quỹ đạo tới Sao Kim trong vòng 2 năm tới.

Tham vọng của người Hàn, người Nhật

Ngày 30/5/2024, theo hãng thông tấn Yonhap, Hàn Quốc sẽ thúc đẩy dự án vũ trụ để phóng một tàu thăm dò không gian lên Mặt trăng vào năm 2032 và cắm cờ trên Sao Hỏa vào năm 2045.

Trước đó, ngày 26/12/2023, Yonhap dẫn nguồn Bộ Khoa học và Công nghệ Hàn Quốc cho biết tàu thăm dò không người lái Danuri của nước này đã công bố bản đồ toàn diện về Mặt trăng nhân kỉ niệm 1 năm thực hiện sứ mệnh.

Tấm bản đồ, ghép từ các quan sát ghi được bằng ống kính phân cực thực hiện trong 250 ngày qua, gồm cả mặt sáng và mặt tối của Mặt trăng. Cùng đó, Danuri cũng công bố những hình ảnh về miệng núi lửa Tycho và dữ liệu về từ trường và tia gamma thu thập trong vòng 1 năm.

Theo Học viện Hàng không vũ trụ Hàn Quốc (KAU), Danuri là sứ mệnh không gian đầu tiên của Hàn Quốc ngoài quỹ đạo Trái đất. Tàu được trang bị 6 thiết bị để đo địa hình, cường độ từ trường, tia gamma và các đặc điểm khác trên Mặt trăng. Sứ mệnh của Danuri ban đầu dự kiến kết thúc vào cuối năm 2023 nhưng đã được gia hạn thêm 2 năm nhờ quá trình vận hành tiết kiệm năng lượng của tàu. Theo đó, tàu sẽ tiếp tục hoạt động đến tháng 12/2025.

Trong khi đó, đầu tháng 1/2024, Cơ quan Thám hiểm hàng không vũ trụ Nhật Bản (JAXA) tuyên bố tàu thám hiểm Mặt trăng SLIM của nước này đã đi thành công vào quỹ đạo của vệ tinh lớn thứ 5 trong hệ Mặt trời. Như vậy, Nhật Bản trở thành quốc gia thứ 5 có tàu thăm dò hạ cánh lên bề mặt Mặt trăng, sau Nga, Mỹ, Trung Quốc và Ấn Độ.

Nhưng đến ngày 28/6/2024, JAXA thông báo dự kiến chấm dứt sứ mệnh của tàu thám hiểm Mặt trăng SLIM sau nhiều lần tìm cách nối lại liên lạc trong tháng 5 và tháng 6 nhưng không kết quả, kể từ ngày 23/4.

Dù phải quyết định chấm dứt hoạt động của SLIM nhưng JAXA đánh giá tàu đã duy trì hoạt động lâu hơn dự kiến, qua 3 đêm trăng (một đêm trăng dài bằng khoảng 2 tuần trên Trái đất, với nhiệt độ có thể giảm tới -170 độ C khiến các thiết bị điện tử và hệ thống pin thông thường bị vô hiệu hóa).

Dẫu thế thì việc tàu SLIM đã đáp xuống vị trí cách mục tiêu dự kiến chưa đến 100m thì đã trở thành mức độ chính xác cao nhất cho đến nay. Trước đó, mức sai lệch của các tàu đổ lên tới hàng km. Thành công của SLIM đánh dấu bước tiến từ "hạ cánh ở nơi có thể" sang "hạ cánh ở nơi mong muốn" cho các sứ mệnh Mặt trăng trong tương lai, trong đó có việc tìm kiếm nước, đòi hỏi các tàu phải hạ cánh ở những bề mặt không bằng phẳng.

Ông Hitoshi Kuninaka - người đứng đầu Viện Khoa học Vũ trụ và Du hành vũ trụ (một đơn vị của JAXA), cho biết Nhật Bản đã nâng cao vị thế trong cuộc đua công nghệ vũ trụ toàn cầu và đóng góp vào các dự án không gian quốc tế.

Vẫn theo ông Kuninaka, Đại học Chiba đã thành lập Trung tâm Nghiên cứu làm vườn không gian nhằm tập hợp những kiến thức mới nhất trong các lĩnh vực như robot và chỉnh sửa bộ gene để phục vụ việc trồng cây trên Mặt trăng. Cụ thể, có cà chua, gạo, rau diếp, đậu nành và khoai tây theo cách tiết kiệm năng lượng trên bề mặt Mặt trăng, nơi có áp suất và trọng lực thấp hơn Trái đất.

Edwin 'Buzz' Aldrin, một trong hai phi hành gia của tàu Apollo 11, đặt những bước chân đầu tiên lên Mặt trăng vào ngày 20/7/1969.

Ngày 20/7/1969, cách đây đúng 55 năm, tàu con thoi Apollo 11 đã đưa người đầu tiên trên Trái đất đáp xuống Mặt trăng. "Một bước chân nhỏ của con người, một bước nhảy vọt của nhân loại" - đó là câu nói nổi tiếng của Neil Armstrong, nhà du hành vũ trụ Mỹ, khi ông đặt những bước chân đầu tiên trên Mặt trăng. Được phóng lên bởi tên lửa đẩy Saturn V từ Trung tâm Vũ trụ Kennedy trên Đảo Merritt, bang Florida vào ngày 16/7/1969, tàu Apollo 11 trên tàu Apollo 11 có 3 phi hành gia người Mỹ là Neil Armstrong, Edwin Eugene Aldrin, Jr. (còn gọi là 'Buzz' Aldrin) và Michael Collins. Armstrong và Aldrin đều đặt chân lên Mặt trăng, trong khi Collins một mình lái mô-đun Điều khiển "chờ" trên quỹ đạo của Mặt trăng cho đến khi hai đồng nghiệp trở lại, trước khi cùng quay về Trái đất.

PHAN QUANG VŨ