Điểm tên những dự án nghiên cứu không gian vũ trụ thú vị nhất trong năm 2021

Trong thời buổi Covid-19, không chỉ ngành y tế tìm được hào quang của mình trong năm 2020: ngành hàng không vũ trụ cũng đạt được những dấu mốc quan trọng.

Ta vừa chứng kiến ba sứ mệnh Sao Hỏa thành công . Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Hoa Kỳ (NASA) đã có thể đưa phi hành gia trở lại không gian nhờ tàu Crew Dragon của SpaceX. Tàu OSIRIS-REx của NASA tương tác thành công với thiên thạch , sau đó vài tháng ta thấy tàu Hayabusa2 của Cơ quan Thám hiểm Không gian Nhật Bản (JAXA) mang mẫu vật thiên thạch trở về Trái Đất .

Cùng thời điểm người Nhật thành công, Cơ quan Không gian Quốc gia Trung Hoa mang được 2kg đá Mặt Trăng về Trái Đất. Tập đoàn SpaceX của Elon Musk tiếp tục phóng Falcon 9, thử nghiệm Starship nhằm từng bước đưa con người lên định cư tại thiên thể khác.

Năm mới tới, cơ hội mới xuất hiện kèm theo một loạt các sứ mệnh không gian nữa. Và sau khi tổng hợp ý kiến của tất cả mọi người trên một thread Twitter hơn 400 bình luận, phóng viên Eric Berger của ArsTechnica chọn lọc ra những sứ mệnh "tinh túy" nhất nhằm gửi tới bạn đọc.

Ngay trong những tháng đầu năm nay, ta đã chứng kiến thành công của cả ba sứ mệnh Sao Hỏa lên không hồi năm ngoái. Tuy nhiên, bạn đừng đặt nhiều kỳ vọng vì ngành hàng không vũ trụ phức tạp lắm, chẳng ai đảm bảo được những mốc thời gian dưới đây chính xác tuyệt đối. Dù gì đi nữa, đây vẫn là danh sách những sự kiện lớn sẽ diễn ra trong tương lai, không gần thì xa.

Cộng đồng yêu thích vũ trụ suốt ngày phải than thở về việc kính viễn vọng James Webb mãi chưa được lên không. Sứ mệnh vật lý thiên văn này đã quá hạn hơi lâu và tiêu tốn hơi nhiều tiền.

Tuy nhiên, ban điều hành của NASA đã và đang giải quyết được một số vấn đề liên quan tới kỹ thuật và quản lý, vốn khiến dự án càng thêm chậm trễ. Nhận định mới ắt sẽ làm ấm lòng nhiều người: Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) sẽ lên không vào ngày 31/10/2021 trên tên lửa Ariane V của Châu Âu.

Những lo lắng xoay quanh JWST sẽ chưa dừng lại, vì khi kính vào không gian, nó sẽ lại bắt đầu một chuyến hành trình ngắn nữa để tới đích cuối. Quá trình nhiều rủi ro kéo dài trong 2 tuần hoặc sẽ đem lại hạnh phúc cho muôn nhà, hoặc sẽ trở thành bài học đắt giá (cả về nghĩa bóng lẫn nghĩa đen, khi mà chi phí phát triển JWST đã lên tới hơn 10 tỷ USD) cho toàn ngành vật lý thiên văn.

Trong năm 2020, SpaceX tiến hành phóng Starship ba lần.

Hai trong số đó là một mẫu tàu thử nghiệm với chỉ một động cơ duy nhất. Tàu lên tới độ cao 150 mét. Tháng 12 vừa rồi, SpaceX phóng một tàu Starship thử nghiệm có kích cỡ tiêu chuẩn, sử dụng ba động cơ Raptor lên độ cao 12,5km. Tuy vậy, màn đáp đất của Starship không thành công; tên lửa tan tành trong một vụ nổ lớn .

Tất nhiên thất bại không làm chùn bước SpaceX, và chúng ta sẽ còn chứng kiến nhiều những màn bay thử nữa. Elon Musk, chủ tịch SpaceX nói vừa ArsTechnica hồi năm ngoái rằng họ đang tập trung vào sản xuất và lắp ráp tên lửa tại miền nam Texas. SpaceX đã hoàn thành hầu hết các đầu việc việc, và họ đang nhanh chóng đưa thêm tên lửa Starship ra thử nghiệm tại khu vực phóng Boca Chica.

Cuối năm ngoái, trong lúc chuẩn bị thử tên lửa mang số hiệu Serial Number 9 (SN9), các bộ phận của những tên lửa từ SN10 cho tới SN17 đang được hoàn thiện.

Cùng lúc này, SpaceX bắt đầu sản xuất thêm động cơ tên lửa Super Heavy, thứ công nghệ tiếp sức bay cho Starship. Nhiều khả năng, những tàu Starship đang được chế tạo sẽ lên không bằng động cơ Super Heavy vào cuối năm nay.

Với sự hậu thuẫn từ cả Boeing và Lockheed Martin, United Launch Alliance (ULA) là một trong những nhà cung cấp dịch vụ ra ngoài không gian lớn của nước Mỹ. Họ tự tin rằng nội trong 2021 này, tên lửa Vulcan đầy sức mạnh do ULA chế tạo và lắp ráp sẽ lên không.

Trong một buổi họp báo qua điện thoại diễn ra cuối năm ngoái, chủ tịch ULA là Tory Bruno tự tin nói: "Trạm thăm dò Peregrine sẽ lên không vào quý cuối năm 2021. Lúc đó tên lửa Vulcan sẽ sẵn sàng, họ sẽ không phải chờ chúng tôi hoàn thiện hệ thống nữa".

Tức là tên lửa Vulcan sẽ đưa Peregrine, là một tàu đáp do Astrobotic Technology phát triển với tải trọng 265kg, lên bề mặt Mặt Trăng. Tuy nhiên, chưa thể khẳng định mọi chuyện sẽ diễn ra đúng kế hoạch.

Ông Bruno nói công ty sẽ không nhận hợp đồng vận chuyển hàng trên động cơ tên lửa chính BE-4 của Vulcan cho tới mùa hè này. Phóng viên Eric Berger nhận định khung thời gian giữa mốc này và "quý cuối năm 2021" hơi ngắn, khó có thể đủ để chuẩn bị kỹ càng cho một chuyến bay vào không gian. Ta phải chờ những diễn biến tiếp theo xem sao.

Vulcan của ULA không phải quả tên lửa cỡ lớn duy nhất đang được phát triển; chúng ta còn đang theo dõi tiến trình hai dự án khác, là tên lửa đẩy H3 của Nhật Bản và tên lửa Ariane 6 của Châu Âu. Tuy nhiên, cả hai hệ thống sẽ khó lên không trong năm 2021 do ảnh hưởng của đại dịch Covid-19.

Nhưng chúng ta vẫn có thể tự tin rằng sẽ sớm được chứng kiến thêm những hệ thống tên lửa nhỏ xinh tìm đường lên không trong năm nay.

Nội trong nửa đầu 2021, khả năng cao ta sẽ thấy hệ thống tên lửa đẩy Alpha của Firefly, với khả năng đưa gần 1 tấn hàng hóa lên quỹ đạo thấp của Trái Đất. Dự kiến, Alpha sẽ cất cánh từ Căn cứ Không quân Vandenberg của California.

Trong 2021 này, một startup hàng không vũ trụ khác của Mỹ là ABL Space Systems sẽ công bố tên lửa RS1 của mình. Trong buổi phỏng vấn với ArsTechnica, CEO Tim Ellis một công ty hàng không vũ trụ khác là Relativity Space khẳng định sẽ công bố tên lửa Terran 1 vào cuối năm nay. Cả ba dự án kể trên đều "đáng hóng".

Tên lửa thời đại mới cũng không đi theo lối mòn bao năm nay, tức là được phóng lên từ một bệ phóng đặt trên mặt đất. Đầu tháng Hai vừa rồi, 10 vệ tinh cubesat của NASA đã lên không nhờ tên lửa LauncherOne của VirginOrbit. Điểm đặc biệt là đâu: tên lửa bay từ một "bệ phóng di động" , một chiếc máy bay mang biệt danh Cosmic Girl - Cô gái Vũ trụ.

Trung Quốc đang thiết kế và chế tạo một trạm vũ trụ của riêng mình. Họ dự tính phóng lên không khoang chính của trạm trên quả tên lửa Long March 5B vào cuối năm nay. Với cái tên "Thiên Hà", khoang chính sẽ bao gồm một khu vực sinh sống cho các nhà du hành vũ trụ Trung Quốc và cho cả những khách lên thăm trạm.

Ngay sau khi Thiên Hà ổn định trong quỹ đạo quanh Trái Đất, Trung Quốc sẽ phóng tiếp những chuyến tiếp tế nhiên liệu và nhu yếu phẩm. Tới năm 2022, họ sẽ phóng lên thêm hai khoang thử nghiệm nữa.

Người Hoa dự tính sẽ hoàn thiện trạm vũ trụ trong vòng 2 năm. Mới đây, Trung Quốc công bố danh sách 18 phi hành gia sẽ lên Thiên Hà, trong số này có 7 phi công, 7 kỹ sư chuyên ngành du hành không gian và 4 chuyên gia về trọng tải tàu. Thiên Hà bay ở độ cao 380km so với mặt đất, nó sẽ sớm đón đoàn phi hành gia đầu tiên gồm 3 người và "chở che" họ trong 6 tháng.

Theo lịch, sứ mệnh sẽ diễn ra vào tháng 11 năm nay nhưng xét tới tình hình hiện tại, khả năng cao dự án sẽ lỡ hẹn.

Dù chậm trễ, đây vẫn sẽ là chuyến bay đầu tiên của hệ thống tên lửa khổng lồ Space Launch System (SLS) và tàu vũ trụ Orion. Đây là chuyến bay không người lái, và NASA sẽ cho tàu Orion bay quanh Mặt Trăng rồi trở về Trái Đất. Đây là những bước đầu chuẩn bị cho kế hoạch lập căn cứ Mặt Trăng và xa hơn nữa.

NASA chưa công bố ngày giờ chính thức bay, nhiều khả năng do họ chưa thể thử nghiệm tên lửa theo đúng lịch trình đặt ra. Buổi thử động cơ đốt đáng lẽ đã diễn ra vào mùa hè 2020, nhưng thảm họa tự nhiên lẫn đại dịch toàn cầu đã cản bước tiến của du hành vũ trụ. Ta phải chứng kiến tên lửa được thử thành công thì mới biết NASA đã sẵn sàng tới đâu.

Kính thiên văn James Webb không thể một mình hưởng hết ánh hào quang của nghiên cứu khoa học ngoài không gian.

Sứ mệnh đáng chú ý đầu tiên là "Bài thử Chuyển hướng Thiên thể Đôi" , viết tắt là DART. Theo lịch trình cũ, tàu thử nghiệm sẽ đi theo tên lửa Falcon 9 lên không vào tháng Bảy tới và tiếp cận thiên thạch vào tháng Chín năm sau.

Khi tới nơi, các nhà khoa học sẽ tiến hành thử nghiệm xem tàu có thể tác động được tới đường bay của Didymos B - thiên thạch nhỏ hơn trong cặp thiên thể Didymos có khả năng gây nguy hiểm cho Trái Đất.

NASA sẽ phóng tàu tương tác trực tiếp với thiên thạch, một tàu khác do Ý điều khiển sẽ theo dõi và ghi lại vụ va chạm, tàu Hera của Châu Âu sẽ tới sau để đo đạc tác động của dự án DART tới đường bay của thiên thạch. Tuy nhiên, dự án DART đã phải lùi lại tới tháng 9/2022 do trục trặc kỹ thuật.

Một sứ mệnh khác là tàu thăm dò Lucy của NASA sẽ đi trên tên lửa Atlas V tới 7 thiên thể trong Hệ Mặt Trời. 

Mục đích của sứ mệnh kéo dài nhiều năm là nghiên cứu các thiên thạch nằm trong vành đai thiên thạch chính (nằm giữa quỹ đạo của Sao Mộc và Sao Hỏa) và các thiên thể gần Sao Mộc. NASA mong muốn tìm kiếm những vật liệu kiến tạo hành tinh có thể có trong những viên đá nhiều năm tuổi lơ lửng trong không gian.

Tháng 10 này, tên lửa Falcon 9 của SpaceX sẽ đưa lên không Tàu Khám phá Tia X Phân cực (sứ mệnh IXPE); đây là dự án hợp tác giữa NASA và Cơ quan Vũ trụ Ý. IXPE thiết bị đo đạc và nghiên cứu các tia X phóng ra từ hố đen, sao neutron, chuẩn tinh và những nguồn phát xạ khác có trong Vũ trụ rộng lớn.

Năm 2019 đánh dấu mốc lần đầu tiên NASA trao hợp đồng chở hàng lên bề mặt Mặt Trăng cho các công ty thương mại. Hai trong số những công ty trên, Astrobotic của Bỉ và Intuitive Machines của Mỹ, đang rục rịch phóng tàu trong năm 2021 này.

Tên lửa Vulcan của ULA sẽ đưa cả tàu đáp Peregrine của Astrobotic Technology, kiện hàng của NASA và các công ty tư nhân lên Mặt Trăng. John Thornton, CEO của Astrobotic nói trong một buổi phỏng vấn rằng họ đang đi đúng lộ trình để đưa Peregrine lên Mặt Trăng trong năm nay, tuy vẫn thừa nhận Covid-19 đã khiến lịch trình không linh hoạt như dự kiến.

Với sự thành công của dự án này, chúng ta sẽ sớm chứng kiến kỷ nguyên mới xuất hiện: nơi NASA, đối tác nước ngoài của cơ quan hàng không vũ trụ Mỹ cũng như những công ty thương mại đồng hành khám phá Mặt Trăng.

Có thể khẳng định chắc chắn SpaceX tái chế Falcon 9 hiệu quả hơn đa số chúng ta tái chế rác thải ở quy mô hộ gia đình.

Tính tới cuối 2020, SpaceX đã tái sử dụng hai bộ phận tên lửa đẩy hơn 7 lần. Thuận đà tiến tới, công ty sẽ phóng những bộ phận tái chế này thêm 10 lần nữa trước cuối năm nay. Đây cũng là kế hoạch ban đầu của Elon Musk khi lần đầu tiên ra mắt những phiên bản Falcon 9 mới hồi 2018.

Họ đặt mục tiêu nữa trong năm 2021: hạ cánh và tái sử dụng thành công lõi giữa của một hệ thống tên lửa Falcon Heavy. Trong ba lần phóng, lõi tên lửa mới chỉ đáp xuống thành công một lần sau sứ mệnh phóng vệ tinh Arabsat 6A.

Lõi hạ cánh xuống xà lan nhưng do biển động mạnh, lõi đã rơi xuống biển. SpaceX dự định sẽ phóng Falcon Heavy thêm 3 lần nữa, 3 cơ hội nữa để SpaceX tái sử dụng thành công hệ thống tên lửa Falcon Heavy mạnh mẽ.

Một công ty khác cũng "hạ cánh" thành công tên lửa trong năm ngoái là Rocket Lab: sau buổi phóng thử thành công, họ vớt được tên lửa Electron khi nó nhảy dù xuống Thái Bình Dương. Rocket Lab sẽ tiếp tục thử nghiệm tên lửa trong năm 2021, bên cạnh đó cố gắng dùng trực thăng bắt tên lửa khi nó đang dùng dù rơi lơ lửng trong không trung.

Ta ngày một phóng thêm nhiều vệ tinh lên quỹ đạo và sớm muộn, số thiết bị này đều sẽ trở thành rác hết. Bên cạnh nguy cơ che mờ bầu trời đêm , tỷ lệ vệ tinh va phải rác cũng ngày một tăng khi mà không gian quanh Trái Đất ngày một chật chội.

Đó là lý do nhiều người hào hứng với sứ mệnh ELSA-d của Astroscale. Với dự định lên không bằng tên lửa Soyuz trong tháng 3/2021, Astroscale mong muốn mang lên không một tàu nặng 175kg và một vệ tinh 17kg khác. Hệ thống sẽ đóng vai trò thu gom và vận chuyển vệ tinh đã "chết" và rác thải lơ lửng trong không gian.

Đây là bước đầu tiên trong nỗ lực dọn dẹp rác thải trên quỹ đạo, và cũng như mọi khu vui chơi, tham quan, thưởng ngoạn cảnh đẹp khác, phải sạch bóng rác thải đã mới thu hút được du lịch.

Tuy nhiên, những lời hứa hẹn về du lịch không gian vẫn đóng bụi một xó, những công ty như Virgin Galactic hay Blue Origin vẫn chưa đáp ứng được những mong mỏi nơi người dùng.

Virgin Galactic nói rằng họ đang chuẩn bị có chuyến bay thương mại đầu tiên trong nửa đầu năm 2021, nhưng lời khẳng định này tới trước sự kiện xảy ra hồi tháng 12, khi động cơ của tàu SpaceShipTwo thất bại trong thử nghiệm đánh lửa. Họ dự định bay thử thêm ít nhất hai chuyến nữa trước khi chính thức nhận chở khách.

Còn về Blue Origin, họ mới chỉ phóng tàu New Shepard một lần trong năm 2020. Nhìn vào những công nghệ mà Blue Origin sở hữu, ta có thể đoán họ đã sở hữu khoang chứa phi hành đoàn. Khi chưa thử tên lửa xong thì khách hàng vẫn còn phải chống cằm nhìn xa xăm thêm vài bữa nữa. Tuy nhiên với tấm vé mới được mở bán trên tay, có lẽ những người mong được tận mắt chứng kiến đường cong của Đất Mẹ sẽ không còn phải đợi lâu.

Bên cạnh công tác giữ cho Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) đầy đủ nhu yếu phẩm cũng như phi hành gia, những sứ mệnh tiếp theo lên Trạm cũng có nhiều yếu tố thú vị.

Đầu tiên, người Nga mong muốn phóng lên Trạm thêm một khoang mới có tên "Nauka". Đây là dự án đã kéo dài hơn 10 năm, nhằm cung cấp cho phi hành đoàn Nga trên Trạm thêm diện tích sinh hoạt và làm việc, bên cạnh đó là một hệ thống điều chỉnh tư thế của toàn Trạm. Tin đồn cho hay Nauka sẽ rời mặt đất vào tháng Bảy năm nay.

Bên cạnh đó, "Cơ sở Tinh thể Công nghiệp" của công ty Made in Space sẽ sớm bay vào không gian. Dự án này sẽ trả lời câu hỏi liệu ta có thể ghép tinh thể trên môi trường vi trọng lực, đồng thời tìm hiểu xem liệu tinh thể hình thành trong môi trường này có tăng kích cỡ và chất lượng.

Cuối cùng, sứ mệnh AX-1 của Axiom sẽ có thể lên trạm ISS vào cuối năm nay. Đây là sứ mệnh tư nhân chở bốn người lên Trạm bằng tàu Crew Dragon của SpaceX. Rất có thể, ta sẽ sớm thấy danh sách những người trả phí để đi thăm quan không gian. Tuy nhiên phi hành đoàn này sẽ không có Tom Cruise.