Cuối năm 2019, Giám đốc của Cơ quan nhà nước cho các hoạt động không gian "Roscosmos" (trước là Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Nga) là Dmitry Rogozin tuyên bố với báo chí Moskva rằng: Roscosmos vừa phê duyệt thiết kế tên lửa siêu nặng đầu tiên của Nga.
Thông báo này được đưa ra trong bối cảnh các nhà khoa học Nga đang quyết tâm phát triển dự án không gian tham vọng nhất kể từ khi Liên Xô tan rã cho đến nay. Nhưng chính xác thì tên lửa siêung nặng này là gì và cơ quan vũ trụ hàng đầu thế giới này thực hiện nó ra sao?
Theo định nghĩa trước đây của Roscosmos, một tên lửa siêu nặng có khả năng đưa ít nhất 35 tấn hàng hóa lên quỹ đạo Trái Đất.
Tuy nhiên, theo các công ty tư nhân và cơ quan vũ trụ khác trên thế giới, một tên lửa siêu nặng phải có khả năng mang ít nhất 50 tấn hàng hóa trở lên. Đơn cử, tên lửa Saturn V thời Apollo, có thể mang 140 tấn vào quỹ đạo Trái Đất tầm thấp, chính tên lửa này đã giúp NASA đưa người đổ bộ Mặt Trăng lần đầu tiên trong lịch sử nhân loại năm 1969. Cao 111 mét và nặng 2,9 triệu kg, tên lửa Saturn V vẫn giữ kỷ lục là tên lửa mạnh nhất từng được chế tạo trong lịch sử. Tên lửa vũ trụ Saturn V có thể chở hơn 140 tấn hàng hóa.
Cho đến nay, Saturn V của NASA vẫn là hệ thống tên lửa vũ trụ lớn nhất, mạnh nhất lịch sử. Đồ họa gốc: BBC
Tại Mỹ NASA và các công ty vũ trụ tư nhân như SpaceX và Blue Origin, đã phát triển hoặc phóng các tên lửa lớn hơn dần dần, vượt qua ngưỡng "siêu nặng" 35 tấn của Nga. Trung Quốc cũng đang xây dựng hệ thống tên lửa Long March 9, có thể vận chuyển hơn 100 tấn (vào khoảng những năm 2030).
Đứng trước cuộc đua ráo riết mang theo nhiều tham vọng của các quốc gia trong thế kỷ mới, đặc biệt, là sau khi nhường cuộc chơi không gian cho Mỹ, châu Âu, Trung Quốc và Ấn Độ 2 thập kỷ qua, đã đến lúc Điện Kremlin cần một cú hích thực sự.
Ngày 28/1/2018, Tổng thống Nga Vladimir Putin đã ký Nghị định số 32, phê chuẩn việc phát triển tên lửa không gian siêu nặng.
Trong 2 năm sau đó, các kỹ sư Nga đã chọn lọc vô số thiết kế tên lửa cho dự án khổng lồ này. Một đề xuất hồi sinh tên lửa đẩy Energia thời Liên Xô được đưa ra. Về cơ bản, tên lửa đẩy/tên lửa vũ trụ Energia dùng nhiên liệu lỏng (hydrogen, oxygen), được thiết kế để sử dụng cho nhiều mục đích, bên cạnh việc phóng tàu con thoi Buran. Các thùng chứa nhiên liệu bên trong Energia cung cấp năng lượng cho 4 động cơ siêu mạnh, có khả năng cung cấp phần lớn lực đẩy trong suốt 9 phút đi lên quỹ đạo của nó.
Tuy nhiên, do thiếu kinh phí và tình hình chính trị bất ổn của Liên Xô, chương trình tàu con thoi Buran (đối thủ của chương trình tàu con thoi Mỹ) chính thức khép lại năm 1993.
Tàu con thoi Buran nằm phía trên tên lửa Energia tại sân bay vũ trụ Baikonour. Ảnh chụp năm 1999. Nguồn: FRANCIS DEMANGE/GETTY IMAGES
Vấn đề của Energia đó là: Không giống như Mỹ, Liên Xô không có tuyến đường biển dễ dàng để chuyên chở các tầng động cơ quá khổ của tên lửa đến khu vực lắp ráp và phóng. Chính phủ Liên Xô giải quyết vấn đề này bằng cách đầu tư một máy bay chở hàng chuyên biệt, cải tiến từ máy bay ném bom chiến lược VM-T Atlant. Tất cả các yêu cầu này khiến việc vận hành tên lửa đẩy Energia sử dụng nhiều lần trở nên tốn kém. Do đó, nó chưa bao giờ được sử dụng thực tiễn.
Trong chương trình vũ trụ mới của mình, NASA cũng đã chọn một thiết kế tương tự Energia để phát triển hệ thống phóng không gian SLS, ngoại trừ sử dụng dầu hỏa, NASA thay thế bằng cặp tên lửa rắn kế thừa từ chương trình con thoi trước đây.
Bài toán đặt ra cho các kỹ sư Roscosmos ngày nay nếu muốn hồi sinh tên lửa vũ trụ Energia là khiến cho Energia nhỏ gọn hơn và sử dụng nhiên liệu hiệu quả hơn nhưng mang lại hiệu quả lớn hơn.
Sau 3 thập kỷ, bài toán được giải như sau: Kỹ sư của Roscosmos đã bỏ việc sử dụng nhiên liệu hydrogen và sử dụng nhiên liệu dầu hỏa cô đặc; họ còn tiến hành "cắt" tên lửa thành một cụm gồm 7 tên lửa đẩy nhỏ, dễ dàng vận chuyển hơn. Phiên bản mới này được giới kỹ sư hàng không Nga đặt tên là Yenisei (theo tên dòng sông dài hơn 5.500 km của Nga, dài thứ 5 trên thế giới).
Tương tự tên lửa đẩy siêu nặng Falcon Heavy của SpaceX sản xuất (gồm một lõi tên lửa Falcon 9 được gia cố gắn với 2 tầng một của Falcon 9), Yenisei có lõi tên lửa chính, gắn xung quanh là 6 tên lửa tầng một nhỏ hơn (có tên là Irtysh).
Hình ảnh đồ họa của tên lửa vũ trụ siêu nặng Yenisei. Nguồn: Internet
Giám đốc Dmitry Rogozin của Roscosmos khoe rằng: Tên lửa đẩy siêu nặng Yenisei của Nga sẽ có giá thấp hơn Hệ thống phóng không gian SLS của Mỹ nhưng hiệu quả và đa nhiệm hơn. Với Yenisei, ngành công nghiệp tên lửa của Nga có thể thực hiện các nhiệm vụ thương mại, quân sự và khoa học...
Roscosmos cho biết, các tầng tên lửa Irtysh của Yenisei sẽ bắt đầu bay thử nghiệm vào năm 2023 từ bệ phóng vũ trụ Baikonur trước khi tên lửa siêu nặng Yenisei hoàn thiện và cất cánh tại sân bay vũ trụ Vostochny mới của Nga vào năm 2028.
Hãng TASS cho biết, Yenisei được thiết kế để mang 70 tấn hàng hóa lên quỹ đạo Trái Đất tầm thấp. Roscosmos tính toán kinh phí để phát triển Yenisei là 1,5 nghìn tỷ rúp (22,7 tỷ USD).
Trong những năm gần đây, Nga đã thể hiện khả năng tập hợp các nguồn lực đáng kể cho các dự án lớn của quốc gia nhưng tiền không thể mua được tất cả. Không chỉ phát triển Yenisei, Roscosmos hứa hẹn sẽ cho ra đời tàu vũ trụ Orel năm 2023.
8 năm tới sẽ là thời điểm đánh giá những nỗ lực của Nga có thành hiện thực hay không. Nước Nga với những hứa hẹn đột phá trong các chương trình không gian đang khiến nhiều người hoài nghi bởi cái bóng di sản đồ sộ thời Liên Xô đang còn quá lớn [Năm 1957, Liên Xô là nước đầu tiên trên thế giới phóng vệ tinh nhân tạo Sputnik 1lên quỹ đạo Trái Đất - Năm 1961, tiếp tục trở thành quốc gia đầu tiên trong lịch sử đưa người bay vòng quanh Trái Đất, do phi hành gia Yuri Gagarin thực hiện trên con tàu Phương Đông 1].
Kể từ sau những đột phá của Moskva về vũ trụ, nước Nga vẫn đang "ngủ yên' sau hàng thập kỷ đã qua. Yenisei có lẽ sẽ là câu trả lời cho những hoài nghi đó.
Chương trình không gian không chỉ đòi hỏi kinh phí ổn định mà cần có đội ngũ kỹ sư, nhà khoa học có trình độ và quyết tâm cao độ. Giống như những cái tên Tổng công trình sư Sergei Pavlovich Korolev (1907-1966) - "Cha đẻ" chương trình vũ trụ Liên Xô; Và ICBM R7 - Hệ thống tên lửa đạn đạo liên lục địa ICBM đầu tiên trên thế giới.
Đứng trước cuộc đua gắt gao của Mỹ, Trung Quốc và nhiều cường quốc vũ trụ khác trên thế giới, liệu Nga có lấy lại vị thế khó quên từng lập được dưới thời Chiến tranh Lạnh? Câu trả lời còn ở phía trước...
Bài viết sử dụng nguồn: Popular Mechanics, Russianspaceweb