Sắp có siêu tên lửa mạnh mẽ hơn cả huyền thoại Saturn V: Mỹ có đối thủ mới!

(Tổ Quốc) - Tên gọi của siêu tên lửa này là gì?

Vượt lên cao hơn cả tượng Nữ thần Tự do và tốn kém hàng chục tỷ đô la Mỹ để xây dựng, tên lửa siêu Mặt Trăng hoàn toàn mới của NASA (SLS) sẽ sớm phóng lên không gian.

Hệ thống Phóng Không gian (SLS) của NASA, còn được gọi là tên lửa Mega Moon, sẽ được phóng vào không gian từ Trung tâm Vũ trụ Kennedy tại Cape Canaveral, Florida, vào ngày 29/8/2022.

Chuyến đi Artemis I sẽ là lần đầu tiên siêu tên lửa SLS thực hiện trong loạt chuyến đi tới Mặt Trăng, nhằm đưa con người trở lại bề mặt Mặt Trăng.

Tất cả thuộc vào Chương trình Artemis, NASA muốn đưa phụ nữ đầu tiên và người da màu đầu tiên lên Mặt Trăng vào năm 2025 - và SLS sẽ là phương tiện để thực hiện điều đó.

'Hậu Sinh' không làm mờ đi huyền thoại của thế kỷ 20

Với trọng lượng 2.866 tấn và khả năng tạo lực đẩy gần 40 Meganewton, tên lửa SLS có thể coi là phiên bản hiện đại của tên lửa huyền thoại Saturn V từ thời kỷ nguyên Apollo, mà Neil Armstrong, Buzz Aldrin và Michael Collins đã sử dụng để đặt chân lên Mặt Trăng lần đầu tiên vào năm 1969.

Phiên bản ban đầu của SLS được gọi là Block 1, trước khi trải qua nhiều nâng cấp trong những năm sắp tới để có thể phóng các tải trọng nặng hơn đến các vị trí ngoài quỹ đạo thấp của Trái Đất (LEO).

NASA hy vọng tên lửa khổng lồ SLS sẽ không chỉ đưa phi hành gia lên Mặt Trăng mà còn có khả năng đưa con người lên sao Hỏa và nhiều hơn thế nữa.

Hai tên lửa SLS và Saturn V - biểu tượng cho sự phát triển công nghệ của Mỹ trong hai thế kỷ 20 và 21 - đã được xây dựng cách nhau hơn nửa thế kỷ. Tuy nhiên, dù có những tiến bộ công nghệ lớn lao, SLS không nhất thiết phải vượt trội hơn tên lửa Saturn V trên mọi khía cạnh.

Hãy so sánh các kỳ quan công nghệ của Mỹ trong hai thế kỷ 20 và 21 dựa trên chiều cao, trọng lượng, lực đẩy, chi phí mỗi lần phóng, loại nhiên liệu và khả năng chở hàng.

01. Chiều cao, trọng lượng và lực đẩy

Phiên bản đầu tiên của SLS, được gọi là Block 1, cao 98 mét - thấp hơn tên lửa Saturn V với chiều cao khổng lồ 110 mét.

Tên lửa SLS nhẹ hơn - chỉ nặng 2.875 tấn so với Saturn V có trọng lượng 3.100 tấn - nhưng vẫn là tên lửa khổng lồ và mạnh mẽ nhất của NASA.

'SLS thực sự là một tên lửa khổng lồ' - John Shannon, Phó Chủ tịch và Giám đốc chương trình của SLS tại Boeing, nhà thầu chính của tên lửa, nhấn mạnh.

Về lực đẩy, SLS mạnh hơn Saturn V. Bốn động cơ RS-25 của SLS có thể tạo ra lực đẩy tối đa 4.400 tấn Mỹ, mạnh hơn 15% so với lực đẩy 3.800 tấn Mỹ của Saturn V. Riêng về lực đẩy, SLS là tên lửa mạnh nhất từng được NASA phát triển.

Tốc độ tối đa của SLS là 39.500 km/giờ, cao hơn so với 28.000 km/giờ của Saturn V.

02. Chi phí và thời gian xây dựng

23 tỷ đô la Mỹ đã được sử dụng cho việc phát triển và xây dựng SLS, theo tờ Dailymail (Anh). Tuy nhiên, con số này chỉ bằng khoảng hơn một nửa số tiền đã chi cho Saturn V nếu tính toán theo giá trị hiện nay.

Chi phí xây dựng tên lửa Saturn V vào những năm 1960 là 6,4 tỷ đô la Mỹ, tương đương khoảng 51,8 tỷ đô la Mỹ theo giá trị hiện tại.

Tuy nhiên, điều đáng chú ý là tên lửa Saturn V chỉ mất 6 năm từ khi được thiết kế trên giấy đến khi cất cánh lên vũ trụ - phát triển chính thức từ tháng 1/1961 và ra mắt lần đầu vào tháng 11/1967.

Là thành tựu của kỹ sư người Đức Wernher von Braun, Saturn V đã bay thành công 13 lần trước khi nghỉ hưu.

Thiết kế của SLS được công bố vào năm 2011 và bước vào giai đoạn phát triển chính thức cách đây 8 năm (năm 2014). Vì vậy, mặc dù đã có nhiều cải tiến công nghệ trong hơn 5 thập kỷ qua, thời gian phát triển của nó vẫn dài hơn so với những gì mà kỹ sư người Đức Wernher von Braun đã thực hiện vào những năm 1960.

Nhiều sự chậm trễ đã xảy ra do vấn đề với chính SLS, trong khi Chương trình Artemis cũng gặp khó khăn trong việc phát triển các bộ đồ vũ trụ và hệ thống tàu đổ bộ cho phi hành đoàn lên Mặt Trăng.

Để giảm chi phí và thời gian phát triển, NASA đang nâng cấp phần cứng đã được kiểm chứng từ tàu con thoi và các chương trình thám hiểm khác, đồng thời áp dụng công nghệ sản xuất và chế tạo công cụ tiên tiến. Một số bộ phận của tên lửa là mới và một số đã được nâng cấp với các tính năng hiện đại, đáp ứng yêu cầu của các nhiệm vụ không gian sâu.

Mặc dù việc phát triển và sản xuất tên lửa Saturn V có thể tốn kém hơn, chi phí cho mỗi lần phóng không cao bằng SLS.

Mỗi lần phóng của Saturn V có giá khoảng 185 triệu USD (từ năm 1969 đến khi nghỉ hưu), tương đương với 1,49 tỷ USD ngày nay. Trong khi đó, chi phí cho mỗi lần phóng của SLS ước tính là 4,1 tỷ USD.

03. SLS hoạt động như thế nào so với Saturn V

Tên lửa siêu lớn mới của NASA sẽ được cung cấp năng lượng bởi một tầng lõi được bao bọc bởi hai tên lửa đẩy cứng cáp và một tầng phía trên được gọi là Giai đoạn Sức đẩy Tạo lạnh Tạm thời (ICPS). Đây là một cấu hình khác so với ba giai đoạn của tên lửa Saturn V.

Công nghệ chế tạo thuốc phóng rắn không phát triển tốt vào những năm 1960, vì vậy Saturn V được cung cấp năng lượng từ một hỗn hợp của dầu hỏa, oxy lỏng và hydro lỏng.

Tên lửa đẩy chất rắn của SLS sử dụng chất đẩy polybutadiene acrylonitrile, được phát triển từ tàu con thoi, và cung cấp hơn 75% lực đẩy cho tên lửa trong hai phút đầu tiên của chuyến bay.

Trong khi đó, tầng lõi của SLS chứa 2.441.250 lít hydro lỏng siêu làm mát và 891.033 lít oxy lỏng siêu lạnh để cung cấp nhiên liệu cho các động cơ RS-25.

04. Phương tiện phi hành đoàn thế hệ mới của SLS là gì?

Tên lửa Saturn V được phân thành 3 giai đoạn. Giai đoạn đầu sử dụng 5 động cơ F-1 để đẩy tên lửa lớn lên khỏi mặt đất, trước khi nổ ở hai giai đoạn sau.

Sau cùng, các phần này tách ra khỏi tàu vũ trụ Apollo, chỉ để lại mô-đun chỉ huy, mô-đun dịch vụ và tàu đổ bộ Mặt Trăng - hoàn chỉnh với giai đoạn lên và xuống.

Trong sự kiện của tàu Apollo 11, mô-đun chỉ huy được gọi là Columbia. Đây là phần đã đưa các phi hành gia NASA Collins, Aldrin và Armstrong lên quỹ đạo Mặt Trăng, trước khi Aldrin và Armstrong thực hiện việc hạ cánh lên bề mặt Mặt Trăng.

Phương tiện phi hành đoàn thế hệ tiếp theo của SLS, gọi là tàu vũ trụ Orion, được thiết kế để chở đến 4 phi hành gia.

Trong tháng 8/2022 này, tổ hợp SLS và tàu vũ trụ Orion sẽ phóng lên với lần đầu tiên, trong khi Orion sẽ lần bay thứ hai. Orion đã tham gia chuyến bay thử nghiệm vào tháng 12/2014 khi nó được đưa lên vũ trụ bởi tên lửa ULA Delta IV Heavy.

Khác biệt với máy tính điều khiển bay đơn trên tàu vũ trụ Apollo, Orion được trang bị hai máy tính điều khiển bay dự phòng hoạt động đồng thời. Máy tính điều khiển bay của Orion cũng có dung lượng bộ nhớ và tốc độ hoạt động lớn hơn nhiều so với máy tính của tàu vũ trụ thời Apollo.

Theo NASA, hệ thống máy tính điều khiển bay trên Orion hoạt động nhanh hơn 20.000 lần và có dung lượng bộ nhớ lớn hơn 128.000 lần so với hệ thống trên tàu vũ trụ Apollo.

05. Tải trọng của SLS và Saturn V

Về tải trọng tối đa đưa vào quỹ đạo Trái Đất thấp (LEO), SLS dự kiến có thể chở khoảng 95 tấn hàng hóa, trong khi Saturn V có thể vận chuyển 118 tấn.

Mặc dù Saturn V có khả năng vận chuyển nhiều hơn về mặt kỹ thuật, nhưng SLS có tiềm năng nâng cấp tải trọng cao hơn trong các phiên bản cải tiến sau này.

Theo các chuyên gia NASA, điều quan trọng không phải là tải trọng tối đa mà một tên lửa có thể vận chuyển mà là chi phí cần thiết để làm điều đó.

Thường được coi là một trong những điều cấm kỵ nhất trong du hành vũ trụ, đặc biệt là khi nói đến các sứ mệnh dài hơn của con người đến những nơi như sao Hỏa.

06. Thảm kịch của NASA

Trong sứ mệnh Artemis I, tàu vũ trụ Orion sẽ ở trong không gian lâu hơn bất kỳ tàu nào dành cho phi hành gia đã từng bay mà không cần cập vào trạm vũ trụ. Sau đó, Orion sẽ trở về Trái Đất nhanh hơn và nóng hơn bao giờ hết, NASA thông tin.

Nếu sứ mệnh Artemis I (tháng 8/2022) thành công, NASA sau đó sẽ thực hiện Artemis II (năm 2023) - chuyến du hành vòng quanh Mặt Trăng - lần này có kế hoạch đưa phi hành đoàn 4 người trên tàu Orion, thực hiện chuyến bay quanh Mặt Trăng trong thời gian tối đa là 21 ngày.

Cả hai sứ mệnh Artemis I, II đều là các chuyến bay thử nghiệm để kiểm tra công nghệ và khả năng của tên lửa SLS, tàu vũ trụ Orion trước khi NASA đưa con người trở lại Mặt Trăng trong sứ mệnh Artemis III năm 2025.

Với Saturn V - trước bất kỳ sứ mệnh Apollo nào - NASA đã phải đối mặt với một thảm kịch lớn vào tháng 1/1967.

Khi các phi hành gia Gus Grissom, Ed White và Roger Chaffee đang thực hiện mô phỏng trên bệ phóng ở bang Florida, một đám lửa bùng phát trong khoang của họ và khiến cả ba thiệt mạng.

Thảm kịch này đã khiến NASA phải kiểm tra lại tất cả các khía cạnh của chương trình và làm lại nhiều hệ thống của tàu vũ trụ, dẫn đến việc sứ mệnh Apollo đầu tiên chỉ được thực hiện vào tháng 10/1968.

Kể từ đó, NASA đã học được nhiều bài học quý giá về việc đảm bảo an toàn cho con người, để có thể tiếp tục triển khai các kế hoạch trong tương lai.

07. Có tên lửa nào có thể cạnh tranh với SLS và Saturn V?

Câu trả lời là CÓ!

Và câu trả lời đó đến từ hệ thống siêu tên lửa Starship của SpaceX - Công ty của tỷ phú Elon Musk. Theo đánh giá của các chuyên gia, Starship có thể thay đổi cả cách chúng ta nhìn về du hành vũ trụ.

Starship bao gồm một tổ hợp tên lửa và tàu vũ trụ (cụ thể là tên lửa Super Heavy và tàu vũ trụ Starship) khi xếp chồng lên nhau sẽ cao 120 mét.

Tương tự như Saturn V, SLS không thể tái sử dụng. Tuy nhiên, Starship có khả năng tái sử dụng hoàn toàn.

Starship đang được phát triển như một hệ thống vận tải có thể tái sử dụng hoàn toàn, có khả năng chở tối đa 100 người lên sao Hỏa.

Với khả năng tái sử dụng của Starship, tên lửa này được thiết kế để có thể hạ cánh trở lại mặt đất sau khi phóng - Điều này làm giảm chi phí phóng tên lửa và giảm nguy cơ ô nhiễm môi trường do bộ phận tên lửa bị bỏ rơi dưới biển hoặc đốt cháy trong không khí của Trái Đất như các hệ thống phóng khác.

Tàu vũ trụ Starship sẽ được đặt lên đỉnh tên lửa Super Heavy.

Super Heavy sẽ được trang bị khoảng 32 động cơ Raptor và có thể đạt được lực đẩy tối đa 72 Meganewtons. 'Quái vật phức tạp' này có khả năng vận chuyển ít nhất 100 tấn; thậm chí có thể nâng 150 tấn lên Quỹ đạo Trái Đất ở độ cao thấp nhất (LEO).

Tỷ phú Elon Musk kỳ vọng hệ thống tên lửa Starship sẽ được sử dụng cho các chuyến bay dài đến sao Hỏa và quay trở lại - có thể mất tới 9 tháng mỗi chiều.

Tuy nhiên, không chỉ Mỹ mà còn có Trung Quốc đang nỗ lực phát triển các tên lửa vũ trụ siêu lớn. Trung Quốc đang lên kế hoạch phát triển phiên bản mới nhất, lớn nhất và táo bạo nhất của loạt tên lửa Long March - gọi là Long March 9 (Trường Chinh 9).

Tên lửa Trường Chinh 9 được coi là 'phiên bản SLS của Bắc Kinh': Một tên lửa siêu nặng được thiết kế để đưa các phần lớn của cơ sở hạ tầng lên quỹ đạo Trái Đất và thậm chí hỗ trợ xây dựng Trạm Nghiên cứu Mặt Trăng Quốc tế Trung - Nga (trên Mặt Trăng).

Trường Chinh 9 sẽ sử dụng cùng loại nhiên liệu (methane-oxy lỏng, hay methalox) như Starship của SpaceX, tuy nhiên, cấu trúc của chúng rất khác nhau.

Các báo cáo cho biết Trường Chinh 9 có khả năng chịu tải lên Quỹ đạo Trái Đất tầm thấp (LEO) vào khoảng 140 đến 150 tấn.

08. SLS sẽ 'bùng nổ' ở đâu?

NASA sẽ cung cấp thông tin trực tiếp về việc tên lửa SLS thực hiện sứ mệnh Artemis I cất cánh chính thức. Mục tiêu của NASA là sớm hơn ngày 29/8/2022.

Mỗi trọng tải sẽ thực hiện các thí nghiệm khoa học và công nghệ trong không gian sâu, mở rộng hiểu biết về khoa học mặt trăng, sự phát triển công nghệ và bức xạ không gian sâu.

Cơ quan vũ trụ Mỹ đang nhắm mục tiêu ngày 18/8 để đưa tàu vũ trụ SLS và Orion đến Launch Pad 39B ở bang Florida, Mỹ để sẵn sàng cho ngày bay.

NASA sẽ trực tiếp trên kênh YouTube Kennedy của NASA, bắt đầu từ 18:00 giờ ET (giờ miền Đông) vào ngày 29/8/2022. Sau đó, thời gian chính thức sẽ diễn ra từ 08:33 giờ ET đến 10:33 giờ ET cùng ngày.

Bài viết sử dụng các nguồn: NASA, SpaceX, DM