Buzz
VTV.vn - Helium, khí nhẹ nhất thế giới, tưởng như vô hại nhưng thực tế lại là nguyên nhân gây ra nhiều sự cố trì hoãn trong các sứ mệnh không gian quan trọng.
Helium, một nguyên tố phổ biến trong cuộc sống hàng ngày, thực sự đóng vai trò quan trọng trong công nghệ vũ trụ, đặc biệt là trong việc phóng tên lửa. Nhưng vì sao helium lại được ưu ái đến vậy, và điều gì khiến nó trở thành thách thức cho ngành công nghiệp không gian?
Helium là một nguyên tố hóa học không phản ứng và không dễ cháy, làm cho nó trở nên an toàn trong môi trường không gian khắc nghiệt. Với số nguyên tử 2, helium là nguyên tố nhẹ thứ hai sau hydro. Đặc tính nhẹ và trơ của helium là lý do chính nó được ưa chuộng trong các hệ thống tên lửa và tàu vũ trụ.
Một yếu tố quan trọng khác là điểm sôi cực thấp của helium (-268.9°C), giúp nó duy trì trạng thái khí ngay cả trong môi trường siêu lạnh, nơi nhiều loại nhiên liệu tên lửa được bảo quản. Tính năng này đảm bảo helium hoạt động ổn định trong điều kiện khắc nghiệt mà không bị hóa lỏng hoặc mất các đặc tính quan trọng.
(Ảnh: Theo NASA)
Helium chủ yếu được dùng để tạo áp lực cho các thùng chứa nhiên liệu, giữ cho dòng chảy nhiên liệu đến động cơ không bị gián đoạn. Khi nhiên liệu và chất oxy hóa được đốt cháy trong động cơ, không gian trống trong các thùng chứa cần được lấp đầy bằng helium để duy trì áp lực. Helium không tương tác với nhiên liệu còn sót lại, giúp ngăn ngừa các phản ứng không mong muốn.
Helium cũng được sử dụng trong các hệ thống làm mát của tên lửa. Với khả năng chịu nhiệt siêu thấp mà không mất tính chất, helium bảo quản nhiên liệu và các bộ phận của tên lửa ở điều kiện tối ưu.
Nhờ kích thước nguyên tử nhỏ và trọng lượng phân tử thấp, helium dễ dàng thoát qua các khe hở nhỏ hoặc gioăng trong hệ thống lưu trữ và nhiên liệu. Điều này làm cho việc kiểm soát helium trở thành thách thức lớn. Các kỹ sư thường gặp phải vấn đề rò rỉ helium, gây trì hoãn hoặc hủy bỏ các nhiệm vụ không gian.
Một ví dụ điển hình là sự cố với tàu vũ trụ Starliner của Boeing, khi phát hiện rò rỉ helium ngay trước nhiệm vụ. Các cảm biến phát hiện rò rỉ tại một bộ phận của Starliner, buộc NASA phải hoãn nhiệm vụ để kiểm tra và đánh giá rủi ro. Trong không gian, các lỗi rò rỉ có thể dẫn đến quyết định quan trọng như đưa tàu trở lại Trái Đất mà không hoàn thành mục tiêu.
Một số sứ mệnh không gian đã thử nghiệm các khí khác như argon và nitơ vì chúng cũng trơ và thường có giá thành thấp hơn. Tuy nhiên, helium vẫn được ưu tiên nhờ các tính năng vượt trội và hiệu quả đã được chứng minh.
Tên lửa Ariane 6 của châu Âu đã áp dụng giải pháp mới thay thế helium bằng hệ thống tạo áp lực từ phần nhiên liệu chính chuyển thành khí. Tuy nhiên, hệ thống gặp trục trặc trong lần phóng thử nghiệm, gây thách thức trong việc tạo áp lực trong ngành công nghiệp tên lửa.
Sự cố rò rỉ helium nhấn mạnh nhu cầu cải tiến thiết kế van và cơ chế thắt chặt hệ thống. Ngành công nghiệp vũ trụ đang đối mặt với nhiều thách thức trong việc tìm ra giải pháp mới để đảm bảo các sứ mệnh không gian diễn ra suôn sẻ và an toàn, nhưng helium vẫn là thành phần không thể thiếu hiện tại.
Sự sử dụng helium trong tên lửa và tàu vũ trụ tiếp tục là yếu tố quan trọng để đảm bảo thành công cho các sứ mệnh không gian trong tương lai.
