Sức mạnh khổng lồ của tên lửa đẩy 'khủng' nhất mọi thời đại: Tạc nên kỳ tích lịch sử cho nhân loại

Trang Ly |

Sức mạnh khổng lồ của tên lửa đẩy 'khủng' nhất mọi thời đại: Tạc nên kỳ tích lịch sử cho nhân loại
Sức mạnh khổng lồ của tên lửa đẩy 'khủng' nhất mọi thời đại: Tạc nên kỳ tích lịch sử cho nhân loại

Du hành vũ trụ sẽ không bao giờ trở thành 'bước nhảy vọt khổng lồ' nếu không có 'mẫu số chung' này.

Bước nhảy vọt khổng lồ của loài người không phải là những bước đi đầu tiên của Neil Armstrong trên bề mặt Mặt Trăng năm 1969 mà là việc con người phóng tên lửa đẩy thoát khỏi lực hấp dẫn của Trái Đất, bay lên quỹ đạo. 

Liên Xô sẽ không thể mở ra kỷ nguyên khám phá vũ trụ với vệ tinh nhân tạo Sputnik 1 lần đầu tiên phóng ra ngoài quỹ đạo năm 1957 nếu không có tên lửa đẩy. Mỹ sẽ không thể bước vào cuộc đua với cường địch Chiến tranh Lạnh để trở thành siêu cường vũ trụ sau sự kiện đưa người đổ bộ Mặt Trăng năm 1969 nếu không có Saturn V (dòng tên lửa đẩy mạnh nhất mọi thời đại tính cho đến nay.

Như vậy, trước khi bay xa lên vũ trụ, con người cần tên lửa. Và ai là những người "thổi hồn" vào các sứ mệnh khám phá không gian của con người? Ai là những bộ óc tài năng đặt nền móng cho ngành tên lửa thế giới? Mời bạn theo dõi qua bài viết sau.

NHỮNG NGƯỜI "THỔI HỒN" VÀO KHÔNG GIAN

Vì chúng ta hiện đang trên đỉnh cao của việc quay trở lại Mặt Trăng như một phần của "cuộc đua không gian mới" thế kỷ 21, nên đây sẽ là thời điểm tốt để xem xét tất cả những gì chúng ta đã học được sau sứ mệnh Apollo về việc sống ở một thế giới khác, bên ngoài vùng thoải mái của Trái Đất.

Tháng 12/2020, một sự kiện đã đi vào lịch sử Mỹ khi các phi hành gia NASA trở về từ Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) nhờ tàu vũ trụ tự nhân Crew Dragon của SpaceX. Đây là lần đầu tiên NASA sử dụng một công ty tên lửa tư nhân để đưa phi hành đoàn vào không gian và quay trở về mặt đất. 

Việc hoàn thành sứ mệnh cũng đánh dấu sự trở lại tham gia trực tiếp của NASA trong việc đưa các phi hành gia lên vũ trụ sau khi tàu con thoi của cơ quan này nghỉ hưu năm 2011. Trước đó, trong 10 năm qua, NASA đã phải mua suất của Nga mỗi khi muốn đưa phi hành gia lên trạm ISS (đọc chi tiết). Với kỷ nguyên SpaceX, Mỹ lại có thể phóng các phi hành gia của mình từ Trung tâm vũ trụ Kennedy huyền thoại ở Florida.

Không khó khi nhận định rằng SpaceX là một công ty taxi trong thời đại không gian này, tên lửa Falcon mang theo các module Dragon có thể được tái sử dụng 100 lần và những người Trái Đất có thể sống trên trạm ISS trong nhiều tháng. Chúng ta còn một chặng đường dài so với những ngày đầu của NASA khi hàng triệu người nhìn vào TV kiểu cũ của họ chỉ để xem các tên lửa khổng lồ Saturn từ từ di chuyển lên khỏi bệ phóng. 

Những người đam mê khoa học, những người đam mê vũ trụ và những người theo dõi phim tài liệu phấn khích đến ám ảnh trước viễn cảnh đưa con người lên sao Hỏa và có lẽ cả sao Kim. Và không có gì ngạc nhiên khi ông chủ của SpaceX, Elon Musk, đặt những mục tiêu lạc quan về một thành phố tự duy trì trên sao Hỏa vào năm 2050.

Trên thực tế, cuộc đua không gian mới này được thúc đẩy bởi các nhà hoạch định vũ trụ đầu tiên của NASA và những người tiên phong về tên lửa - nhưng đó là một câu chuyện lịch sử dài mà không được công chúng biết đến nhiều.

Thế giới không thể quên bộ ba bậc thầy tên lửa: Коnstаntin E. Tsiolkovsky (người Nga) - Robert H. Goddard (người Mỹ) - Hermann J. Oberth (người Đức). Với những công trình đầu tiên của họ về tên lửa, cả ba nhà khoa học đã được công nhận là 'cha đẻ ngành tên lửa vũ trụ'.

NASA phải công nhận bộ ba bậc thầy tên lửa là những nhà khoa học tên lửa tiên phong, họ không chỉ giúp thế hệ các nhà khoa học khác nhận ra tiềm năng của tên lửa trong du hành không gian, mà còn đóng góp trực tiếp vào việc đưa chúng đi vào thực tiễn vĩ đại.

(Click vào từng ảnh để xem rõ hơn)

Bộ ba bậc thầy tên lửa được công nhận là 'cha đẻ ngành tên lửa vũ trụ'. Ảnh gốc: Internet

Nếu như bộ ba bậc thầy tên lửa tiên phong của nhân loại có công khơi gợi tiềm năng quan trọng của tên lửa trong khám phá vũ trụ thì thế hệ các nhà khoa học tên lửa tiếp theo lại âm thầm cống hiến công sức cho những hành trình tiến vào không gian.

Thế hệ không gian mới này đang đứng trên vai của những 'gã khổng lồ', những người đã tìm ra tất cả những hạn chế có thể cho việc du hành không gian và cuộc sống trong không gian, đồng thời vạch ra những bước khác nhau mà con người phải thực hiện để chiếm lĩnh không gian.

Trong tương lai không quá xa, các nhà thám hiểm không gian sẽ đưa chúng ta trở lại Mặt Trăng và có thể thiết lập một thuộc địa tự duy trì tại đó. Và theo lý thuyết, trải nghiệm Mặt Trăng đó sẽ giúp chúng ta sống trên sao Hỏa và các thế giới khác. 

TÊN LỬA ĐẨY: 'MẪU SỐ CHUNG' ĐƯA LOÀI NGƯỜI GÕ CỬA KHÔNG GIAN

Tất nhiên, để có được những đột phá không gian, trước tiên chúng ta cần rời khỏi hành tinh quê hương của mình. 

Muốn lên sao Hỏa hoặc Mặt Trăng duy nhất của chúng ta, hoặc đưa một vệ tinh vào Quỹ đạo Trái Đất tầm thấp (LEO) ở độ cao 160 km và 2.000 km, chúng ta cần gì? Tên lửa đẩy chính là mẫu số chung.

Ngành kinh doanh tên lửa có những luật riêng không thể phá vỡ và ngay cả Elon Musk, Jeff Bezos, và các tỷ phú công nghệ khác cũng bị giới hạn bởi chúng. 

Để phóng lên LEO, bạn cần phải trang bị một tên lửa có khả năng đạt đến tốc độ đáng kinh ngạc cho khoảng 8 km mỗi giây - vận tốc tối thiểu để duy trì một quỹ đạo. Để đạt được tốc độ đó, tên lửa cần phải có thuốc phóng cực mạnh... và cực nhiều.

Sức mạnh khổng lồ của tên lửa đẩy khủng nhất mọi thời đại: Tạc nên kỳ tích lịch sử cho nhân loại - Ảnh 4.

Vostok-K 3 tầng đẩy, phiên bản cải tiến của tên lửa R-7 của Liên Xô, đưa phi hành gia Liên Xô Yuri Gagarin bay vào không gian lần đầu tiên trong lịch sử.

Trong bài viết kỷ niệm 50 năm ngày Apollo 11 đổ bộ Mặt Trăng, kênh National Geographic (Mỹ) đã miêu tả sức mạnh vĩ đại của Saturn V - tên lửa đẩy tạc nên kỳ tích đưa người đổ bộ Mặt Trăng đầu tiên năm 1969 - như thế này:

Cao 111 mét và nặng 2,9 triệu kg, tên lửa Saturn V có khả năng sinh ra lực đẩy mạnh 34,5 triệu Newton sau khi phóng, tổng năng lượng mà nó tạo ra mạnh gấp 85 lần sức mạnh của đập thủy điện Hoover. [Đập Hoover được mệnh danh là một trong 7 công trình xây dựng vĩ đại nhất nước Mỹ, là một trong 100 kỳ quan của thế giới ở thế kỷ 20].

Nếu bạn nhìn vào thông số kỹ thuật của tên lửa Saturn V - dòng tên lửa đẩy mạnh nhất lịch sử tính cho đến nay - Kết quả cho thấy 88% trọng lượng của Saturn V là nhiên liệu (khoảng 2,7 nghìn tấn), 15% trọng lượng còn lại là các thứ khác: Động cơ, vỏ tên lửa, và đừng quên có cả tàu vũ trụ Apollo chở các phi hành gia NASA.

Tên lửa thực sự là một thùng nhiên liệu khổng lồ với một phần nhỏ ở phía trên, gọi là Payload chuyên chở thiết bị vệ tinh hoặc tàu vũ trụ, được lao vào quỹ đạo với tốc độ cao. 

Tỷ lệ thực tế của nhiên liệu so với mọi thứ khác đã được nhà khoa học vĩ đại người Nga, Konstantin Tsiolkovsky (1857-1935) - 'cha đẻ ngành du hành vũ trụ hiện đại' - tính toán vào cuối thế kỷ 19. Theo công thức của Tsiolkovsky, hầu hết khối lượng của tàu, cho dù đó là Falcon 9 của Elon Musk hay New Shepard của Jeff Bezos, đều phải là chất đẩy. Điều này có nghĩa là phần của Payload chỉ còn lại rất ít.

Để thoát khỏi lực hấp dẫn của Trái Đất, giai đoạn cuối cùng của tên lửa Saturn V phải đạt được vận tốc cực khủng là 11 km/giây liên tục trong 3 ngày hành trình đi đến Mặt Trăng.

Hầu hết nhiên liệu của Saturn V được tiêu thụ trong bước khổng lồ đầu tiên, nhưng mỗi lần thay đổi vận tốc tiếp theo - để đi vào quỹ đạo Mặt Trăng, hạ cánh trên Mặt Trăng và phóng lại về Trái Đất - vẫn cần thêm nhiều thuốc phóng. Trên thực tế, việc sử dụng nhiên liệu để di chuyển đến bất kỳ đâu lên Mặt Trăng và phần còn lại của Hệ Mặt Trời có thể được tính toán chính xác dựa trên công thức của Tsiolkovsky.

Sức mạnh khổng lồ của tên lửa đẩy khủng nhất mọi thời đại: Tạc nên kỳ tích lịch sử cho nhân loại - Ảnh 5.

Quy mô của tên lửa đẩy mạnh nhất mọi thời đại.

Khi quay trở lại, NASA đã khéo léo sử dụng bầu khí quyển của Trái Đất để giúp làm chậm module mà không đòi hỏi nhiều chất phóng. Đó là một phương pháp thiên tài vẫn đang được các công ty vũ trụ mới và NASA khai thác. Giống như nước và oxy, nhiên liệu tên lửa cũng là một mặt hàng quý giá trong không gian.

Đối với đội ngũ làm việc trên mặt đất, các kỹ sư NASA đã tính toán trước quỹ đạo bay và liên tục theo dõi vị trí của tàu vũ trụ từ mặt đất để có thể thực hiện các chỉnh sửa về đường bay. Có một máy tính hướng dẫn trên tàu - một trong những máy tính đầu tiên dựa trên mạch tích hợp - đã lái module Apollo một cách hiệu quả.

Xét theo ý nghĩa 'bước nhảy vọt khổng lồ của loài người' đã đề cập ở đầu bài, sứ mệnh Apollo của NASA chính là các phương trình khoa học tên lửa, được phát triển bởi những bộ óc xuất chúng và được kiểm chứng bằng những phi hành gia quả cảm. Một lần nữa, con người và khối óc vĩ đại lại đóng góp cho những bước tiến quan trọng trong lịch sử. Và Tên Lửa chính là sứ giả đưa con người bay đến không gian, nhờ nó, chúng ta mới có những bước chân đầu tiên đến Mặt Trăng năm 1969 khó quên.

THUỘC ĐỊA HÓA MẶT TRĂNG: 'CỬA NGÕ' ĐẾN SAO HỎA & XA HƠN NỮA

Trong kế hoạch thăm dò của NASA, con đường đến sao Hỏa và sao Kim bắt đầu bằng cách đầu tiên thiết lập một đồn điền nhỏ cố định trên Mặt Trăng. Nó không thú vị như những lời quảng cáo của Elon Musk về các thành phố trên sao Hỏa, nhưng nó thực tế hơn nhiều. NASA coi Mặt Trăng là một nền tảng lý tưởng để khám phá và thuộc địa vì tiềm năng tài nguyên phong phú của nó, đặc biệt là nước đóng băng bị chôn vùi dưới bề mặt có thể khiến những người thuộc địa có thể sinh sống và khai thác làm nguyên liệu tên lửa.

Artemis program là tên được đặt cho chương trình quay trở lại Mặt Trăng của NASA thế kỷ 21 (tên chương trình đổ bộ Mặt Trăng thế kỷ 20 của NASA là Apollo program) và biến việc du hành trên Mặt Trăng trở thành một vấn đề thường lệ hơn là có thể trong các sứ mệnh Apollo ban đầu. 

Bước đầu tiên trong kế hoạch này là phát triển một thiết bị thay thế tên lửa đẩy Saturn V - đó là Hệ thống Phóng Không gian (SLS) khổng lồ và mạnh mẽ hơn. Nếu tất cả diễn ra theo kế hoạch, SLS sẽ đẩy một module Orion lên quỹ đạo Mặt Trăng, và sau đó phóng một tàu đổ bộ được thiết kế đặc biệt để đưa các phi hành gia trở lại bề mặt vệ tinh tự nhiên của Trái Đất này vào năm 2024.

NASA cũng có kế hoạch sử dụng SLS để gửi các tàu thăm dò nghiên cứu Mặt Trăng nhằm tìm kiếm, một trong số những thứ khác quan trọng, là nước được biết là tồn tại trên Nam Cực của Mặt Trăng. 

Tên lửa khổng lồ sẽ mang theo robot di động sẽ hạ cánh trên bề mặt và tìm ra các mỏ nước đóng băng. Cũng giống như trên ISS, các phi hành gia trên Mặt Trăng cuối cùng cũng sẽ dựa vào nước, được khai thác trong trường hợp này là từ băng Mặt Trăng, để sản xuất oxy cung cấp sự sống. 

So với tên lửa Saturn V, phiên bản SLS 70 tấn có lực đẩy lúc phóng mạnh hơn 10%, chở theo khối lượng gấp 3 lần so với tàu con thoi.

Sức mạnh khổng lồ của tên lửa đẩy khủng nhất mọi thời đại: Tạc nên kỳ tích lịch sử cho nhân loại - Ảnh 8.

Nguồn: NASA / Việt hóa: Tinhte

Tuy nhiên, tại thời điểm này, Artemis có mục tiêu khiêm tốn là thành lập một trại căn cứ nhỏ có thể cho phép 10 phi hành gia sống và khám phá bề mặt trong tối đa 45 ngày cùng một lúc. Tuy chưa phải là một thành phố không gian, nhưng nó sẽ hữu ích, giống như NASA vẫn nói là "bước đệm để đi đến sao Hỏa". 

Nói cách khác, mọi thứ phi hành gia NASA học được về việc sống trên Mặt Trăng sẽ áp dụng cho sao Hỏa, và vì vậy Mặt Trăng chính là cửa ngõ thực sự dẫn đến sao Hỏa và xa hơn nữa.

Du hành vũ trụ sẽ không bao giờ trở thành câu chuyện về một bước nhảy vọt khổng lồ của nhân hay khát vọng vươn tầm vũ trụ nếu không có công đóng góp của các kỹ sư vô danh (làm việc thầm lặng, không phô trương), nhà nghiên cứu vũ trụ, nhà sinh vật học và nhà khoa học tên lửa...

Khi chúng ta nhìn thấy hình ảnh tên lửa đẩy khổng lồ nâng cánh vệ tinh hay tàu vũ trụ bay ra ngoài không gian, hãy nhớ về những con người đã âm thầm cống hiến vì một tương lai khác biệt ngoài không gian.

Bài viết sử dụng nguồn: MagellanTV, NatGeo, NASA

* Đọc bài cùng tác giả Trang Ly tại đây.

Đọc thêm về:

    Bạn đọc có thể báo tin, gửi bài viết, clip, ảnh về email khampha@ttvn.vn để nhận nhuận bút cao trong vòng 24h. Đường dây nóng: 0943 113 999

    Soha
    Trí Thức Trẻ

    TIN NỔI BẬT SOHA

      Công ty Cổ phần VCCorp

      © Copyright 2010 - 2020 – Công ty Cổ phần VCCorp

      Tầng 17,19,20,21 Toà nhà Center Building - Hapulico Complex,
      Số 1 Nguyễn Huy Tưởng, Thanh Xuân, Hà Nội.
      Email: btv@soha.vn
      Giấy phép số 2411/GP-TTĐT do Sở Thông tin và Truyền thông Hà Nội cấp ngày 31 tháng 07 năm 2015.
      Chịu trách nhiệm nội dung: Ông Nguyễn Thế Tân

      Liên hệ quảng cáo:
      Hotline: 0942.86.11.33
      Email: giaitrixahoi@admicro.vn
      Hỗ trợ & CSKH:
      Tầng 20, tòa nhà Center Building, Hapulico Complex,
      số 1 Nguyễn Huy Tưởng, phường Thanh Xuân Trung, quận Thanh Xuân, Hà Nội.
      Tel: (84 24) 7307 7979
      Fax: (84 24) 7307 7980

      Chat với tư vấn viên