Phi thuyền

Phi thuyền (tiếng Anh: spacecraft; tiếng Nga: космический аппарат) là thuật ngữ dùng để chỉ các thiết bị được sử dụng để thực hiện nhiều nghiên cứu khác nhau về không gian vũ trụ và tiến hành các nhiệm vụ khác nhau trên bề mặt của các thiên thể. Các thiết bị vũ trụ này được đưa lên quỹ đạo bằng các tên lửa đẩy.

Phi thuyền được sử dụng để vận chuyển con người hoặc các trang bị, hàng hóa lên không gian bên ngoài tầng khí quyển Trái Đất, được gọi là tàu vũ trụ. Tàu vũ trụ hay tầu vũ trụ, còn được gọi là phi thuyền không gian, có hai loại chính là tàu vũ trụ có người lái như tàu Phương Đông (Liên Xô), tàu vũ trụ Soyuz (Nga), hệ thống tàu con thoi (Mỹ), tàu Thần Châu (Trung Quốc); và tàu vận tải (tàu vũ trụ không người lái) như tàu vận tải Tiến Bộ (Nga), tàu vận tải HTV (Nhật).

Ngoài ra, các thiết bị vũ trụ còn bao gồm các loại vệ tinh, các trạm vũ trụ (như Trạm vũ trụ Hòa Bình, Trạm vũ trụ Quốc tế), kính viễn vọng không gian Hubble, kính thiên văn không gian James Webb, phòng thí nghiệm khoa học Sao Hỏa và nhiều hệ thống khác.

Phân loại

Phân loại theo hoạt động

• Trạm vệ tinh: Là các loại tàu vũ trụ chỉ được phóng và trở thành một vệ tinh nhân tạo của Trái Đất nhằm làm một trạm có khả năng kết nối với các tàu vũ trụ khác, thực hiện các thí nghiệm không gian, và có thể dùng làm trạm trung chuyển cho các chuyến phi hành có người lái vào khoảng không xa hơn của vũ trụ. Các trạm này sẽ ở lại vĩnh viễn trong quỹ đạo cho đến khi không sử dụng nữa. Ví dụ của trạm vệ tinh là Skylab, Trạm vũ trụ Quốc tế.
• Tàu thám hiểm: Đây là loại tàu vũ trụ có khả năng bay theo một quỹ đạo nào đó hoặc vượt ra khỏi tầm hút của Trái Đất. Ví dụ bao gồm các phi thuyền trong chương trình Apollo, các phi thuyền bay tới Sao Hỏa,...

Phân loại theo chức năng

• Tàu mẹ (phi thuyền mẹ)
• Tàu con (phi thuyền con)
• Tàu con thoi (phi thuyền con thoi) gồm có 3 phần chính: Hai tên lửa đẩy nhiên liệu rắn, thùng chứa nhiên liệu (nằm bên ngoài) để cung cấp nhiên liệu cho 3 động cơ chính của tàu trong quá trình phóng, trạm quỹ đạo chứa phi hành đoàn và được thiết kế để có thể kết nối vào trạm không gian. Tổng cộng có 5 tàu con thoi được đóng: Atlantis, Challenger (rơi năm 1986 trong quá trình phóng), Columbia (rơi năm 2003 trong quá trình đáp), Discovery và Endeavour.

Ví dụ về các loại tàu vũ trụ

Tàu vũ trụ có phi hành đoàn

• Chương trình Apollo
• Chương trình Gemini
• Trạm vũ trụ Quốc tế
• Trạm vũ trụ Hòa Bình
• Chương trình Mercury
• Chương trình Buran
• Chương trình Thần Châu
• Phi thuyền Soyuz
• SpaceShipOne
• Phi thuyền Voskhod
• Phi thuyền Vostok

Tàu vũ trụ nặng nhất từng được phóng lên

• Tàu con thoi của NASA STS/Trạm quỹ đạo - 109.000 kg

Phi thuyền không người lái

• Cassini-Huygens
• Cluster
• Deep Space 1
• Deep Impact
• ESA SMART-1 Lunar Impact
• Galileo
• Genesis
• Lunar Prospector
• Mars Exploration Rover
• Mars Global Surveyor
• Mars Pathfinder
• NEAR Shoemaker
• New Horizons
• Chương trình Buran
• Pioneer 10
• Pioneer 11
• Phi thuyền Progress
• Solar and Heliospheric Observatory
• Phi thuyền Stardust
• Surveyor
• WMAP

Phi thuyền bay xa nhất

• Voyager 1 với 9,58 tỉ dặm
• Pioneer 10 với 8,34 tỉ dặm
• Voyager 2 với 7,44 tỉ dặm

Phi thuyền nhanh nhất

• Helios probes I & II Trạm thăm dò Mặt Trời - 158,000 mph hay 43,9 dặm/giây

Phi thuyền đang được phát triển

• ATV
• Phương tiện Khám phá Phi hành đoàn
• Kliper - của Nga
• H-II Transfer Vehicle
• Trạm thăm dò Mặt Trăng của Ấn Độ Chandrayan-1
• CNES Mars Netlander
• James Webb Space Telescope - ngưng trệ
• Nhiệm vụ Kepler Đi tìm hành tinh
• ESA Darwin
• Nhiệm vụ Dawn của NASA
• Herschel Space Observatory
• Phòng thí nghiệm khoa học Rover Sao Hỏa
• Phi thuyền Phoenix Mars Scout
• Shenzhou Cargo

Phi thuyền dân sự

• Genesis-1 (không người lái)

Phi thuyền dân sự đang phát triển

• Bristol Ascender máy bay vũ trụ
• Rocketplane XP
• ESA Skylon SSTO
• Space Adventures Explorer rocketplane
• Space Dev Dream Chaser
• Space Ship Two
• Phi thuyền SpaceX Dragon
• Virgin Galactic

Các dự án phi thuyền bị hủy bỏ

• Apollo 18 - Apollo 21
• Chương trình tàu con thoi 921-3 của Trung Quốc
• ESA Tàu con thoi Hermes
• Tàu con thoi Buran
• Soyuz Kontakt 1
• Trạm thăm dò Terrestrial Planet Finder
• Cơ quan vũ trụ châu Âu Kính viễn vọng Eddington
• Mars Telecom Orbiter

Các chương trình phi thuyền của SSTO bị hủy

• RR/British Aerospace HOTOL
• ESA Phi thuyền Hopper Orbiter
• McDonnell Douglas Clipper DC-X
• Roton Rotored-Hybrid
• Lockheed-Martin VentureStar

Phóng tàu vũ trụ

Có hai phương pháp chính:

• Mượn phản lực của các tên lửa nằm ngoài tàu. Các tên lửa đẩy này sẽ rời tàu khi hết nhiên liệu.
• Dùng buồng phản lực riêng kết hợp với sức đẩy của tên lửa.

Vai trò của thám hiểm không gian

Mục đích ban đầu của công cuộc thám hiểm không gian là cuộc chạy đua tranh giành ảnh hưởng trong không gian (và do đó ảnh hưởng lên toàn thế giới còn lại) giữa Liên Xô và Hoa Kỳ trong thời kỳ Chiến tranh Lạnh (1950-1990).

Kể từ sau Chiến tranh Lạnh, các tiến bộ kỹ thuật phát triển trong các chương trình thám hiểm không gian đã được ứng dụng rộng rãi vào viễn thông dân dụng. Kính viễn vọng Hubble đẩy mạnh sự hiểu biết về các thiên hà xa xôi và các supernova; các thí nghiệm trong môi trường không trọng lực trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) giúp tạo ra các loại hợp kim mới, v.v.