SpaceX mở kỷ nguyên sửa vệ tinh bằng robot trên quỹ đạo

Một cột mốc mới của ngành hàng không vũ trụ vừa được thiết lập khi SpaceX phối hợp cùng Northrop Grumman phóng thành công tàu robot Mission Robotic Vehicle (MRV) lên quỹ đạo địa tĩnh. Không giống các sứ mệnh đưa vệ tinh mới vào không gian, lần này mục tiêu là "chăm sóc" những vệ tinh đã hoạt động nhiều năm, giúp chúng kéo dài tuổi thọ mà không cần tiếp nhiên liệu hay đưa trở về Trái Đất. Công nghệ mới được kỳ vọng sẽ thay đổi cách ngành công nghiệp không gian vận hành, đồng thời giảm đáng kể chi phí khai thác các vệ tinh viễn thông trong tương lai.

Theo kế hoạch, tàu MRV được phóng bằng tên lửa Falcon 9 từ Trạm Không gian Cape Canaveral (Florida, Mỹ), mang theo ba Mission Extension Pods (MEP) - các mô-đun chuyên dụng có nhiệm vụ kéo dài thời gian hoạt động của vệ tinh. Sau khi tiếp cận quỹ đạo địa tĩnh, MRV sẽ lần lượt thu hồi từng mô-đun, bay tới các vệ tinh khách hàng rồi sử dụng hai cánh tay robot để lắp đặt thiết bị. Điểm khác biệt lớn của MRV nằm ở khả năng phục vụ nhiều vệ tinh khác nhau thay vì gắn cố định với một thiết bị duy nhất như thế hệ Mission Extension Vehicle (MEV) trước đây. Chính nhờ khả năng "di chuyển liên tục" này, một tàu robot duy nhất có thể thực hiện nhiều nhiệm vụ bảo trì trong suốt vòng đời hoạt động kéo dài khoảng 15 năm.

Tàu robot MRV được SpaceX phóng lên quỹ đạo, mang theo các mô-đun kéo dài tuổi thọ vệ tinh phục vụ nhiệm vụ bảo trì ngoài không gian.

Khác với suy nghĩ của nhiều người, MRV không bơm thêm nhiên liệu vào vệ tinh. Thay vào đó, các Mission Extension Pods sẽ được gắn trực tiếp vào phần kết cấu phía sau vệ tinh và sử dụng hệ thống động cơ điện riêng để thực hiện việc giữ quỹ đạo, điều chỉnh vị trí cũng như hỗ trợ điều hướng. Theo ước tính của Northrop Grumman, giải pháp này có thể kéo dài thêm khoảng 6 năm hoạt động cho một vệ tinh viễn thông địa tĩnh thông thường. Đây là khoảng thời gian đủ để các nhà khai thác tối ưu hiệu quả đầu tư, trì hoãn việc phóng vệ tinh thay thế và giảm đáng kể chi phí cho toàn bộ hệ thống. Northrop Grumman cũng khẳng định đây chỉ là bước khởi đầu cho một tương lai mà các hoạt động sửa chữa, nâng cấp, lắp ráp và bảo dưỡng phương tiện ngoài không gian sẽ trở nên phổ biến như việc bảo trì máy bay trên Trái Đất.

Những khách hàng đầu tiên của chương trình là các doanh nghiệp khai thác vệ tinh thương mại. Trong đó, Intelsat đặt hai Mission Extension Pods còn Optus của Australia đặt một mô-đun. Sau khi hoàn tất các nhiệm vụ đầu tiên, Northrop Grumman dự kiến tiếp tục phóng thêm nhiều cụm thiết bị mới để phục vụ khách hàng khác, trong khi MRV vẫn duy trì hoạt động trên quỹ đạo nhằm thu hồi và lắp đặt các mô-đun này. Thành công của dự án cũng được xây dựng trên nền tảng từ chương trình Mission Extension Vehicle trước đó. Từ năm 2020 đến 2025, hai tàu MEV đã thực hiện thành công nhiều nhiệm vụ ghép nối với vệ tinh của Intelsat và Optus, chứng minh việc kéo dài tuổi thọ vệ tinh là hoàn toàn khả thi. Tuy nhiên, hạn chế lớn nhất của MEV là chỉ có thể phục vụ một vệ tinh trong nhiều năm, trong khi MRV được thiết kế để phục vụ nhiều khách hàng liên tiếp.

Hai cánh tay robot trên MRV cho phép lắp đặt mô-đun kéo dài tuổi thọ lên nhiều vệ tinh khác nhau ngay trên quỹ đạo địa tĩnh.

Đáng chú ý, công nghệ phía sau MRV không phải mới xuất hiện trong vài năm gần đây mà được phát triển từ chương trình Robot Servicing of Geosynchronous Satellites (RSGS) do Cơ quan Nghiên cứu Dự án Quốc phòng Tiên tiến Mỹ (DARPA) khởi động từ năm 2016. DARPA chịu trách nhiệm phát triển hệ thống robot với các cánh tay thao tác chính xác, trong khi Northrop Grumman tiếp quản phần thương mại và hoàn thiện toàn bộ phương tiện bảo dưỡng. Không chỉ thị trường dân sự, Lực lượng Không gian Mỹ cũng bày tỏ sự quan tâm tới MRV như một nền tảng dịch vụ có thể được huy động khi cần bảo trì các vệ tinh quân sự. Trong bối cảnh số lượng vệ tinh trên quỹ đạo ngày càng tăng và chi phí phóng vẫn ở mức rất cao, các giải pháp sửa chữa trực tiếp ngoài không gian được đánh giá sẽ trở thành một trong những xu hướng quan trọng nhất của ngành công nghiệp vũ trụ trong thập kỷ tới. Nếu MRV chứng minh được hiệu quả trong các nhiệm vụ đầu tiên, mô hình "robot bảo trì vệ tinh" có thể mở ra một kỷ nguyên mới, nơi việc thay thế hay sửa chữa thiết bị ngoài không gian sẽ trở thành hoạt động thường xuyên thay vì những nhiệm vụ đặc biệt như trước đây.