7 phút đọc
Tên lửa Starship của SpaceX vừa ghi nhận một cột mốc lịch sử quan trọng khi phóng thành công lên quỹ đạo vào ngày 28/9 vừa qua. Tuy nhiên, để hệ thống phóng mạnh nhất thế giới này thực sự bước vào giai đoạn vận hành thương mại hoàn toàn, tập đoàn công nghệ của tỷ phú Elon Musk vẫn cần giải quyết ba thách thức kỹ thuật vô cùng lớn.
Trong chuyến bay thử nghiệm thứ 14 diễn ra hôm 28/9, Starship không chỉ bay lên quỹ đạo thành công mà còn giải phóng 26 vệ tinh Starlink V3. Đây là bước đệm đầu tiên cho kế hoạch xây dựng mạng lưới siêu chòm sao quy tụ 100.000 vệ tinh của SpaceX. Dẫu vậy, để đưa phương tiện này vào phục vụ thương mại thường nhật, SpaceX sẽ phải hoàn thiện những công nghệ phức tạp chưa từng có tiền lệ dưới đây.
1. Thu hồi tàu Ship bằng cánh tay cơ khí trên đất liền
Hệ thống Starship được thiết kế để tái sử dụng hoàn toàn và nhanh chóng đối với cả hai bộ phận: tầng đẩy Super Heavy và tàu vũ trụ Ship ở tầng trên. Thay vì để các bộ phận rơi tự do hoặc hạ cánh thông thường, SpaceX lên kế hoạch đưa chúng quay trở lại bệ phóng để thu hồi trực tiếp bằng hệ thống cánh tay cơ khí có biệt danh “đũa gắp” tích hợp trên tháp phóng.
Phương thức thu hồi đặc biệt này là chìa khóa giúp SpaceX tối ưu hóa hiệu quả tái sử dụng, hướng tới mục tiêu cực kỳ tham vọng là thực hiện tới 10.000 chuyến phóng Starship mỗi năm vào năm 2030. Riêng đối với tàu Ship, việc áp dụng thành công cách bắt này khi tàu trở về từ không gian với vận tốc cực lớn và tải nhiệt cao có thể giúp cắt giảm chi phí phóng tới 100 lần hoặc hơn. Điều này sẽ mở đường cho việc triển khai vệ tinh liên tục cũng như hiện thực hóa các chuyến bay giá rẻ tới Mặt Trăng và Sao Hỏa.
Hiện tại, SpaceX đã chứng minh được năng lực khi dùng “đũa gắp” thu hồi thành công tầng đẩy Super Heavy trong 3 chuyến bay thử nghiệm. Thế nhưng, họ chưa từng thử nghiệm công nghệ này đối với tàu Ship cao 52 mét – bộ phận vốn thường hạ cánh xuống biển khi kết thúc nhiệm vụ. Ông Elon Musk từng cho biết tại hội nghị công nghệ All-In Summit hôm 14/9 rằng SpaceX có thể thử nghiệm thu hồi tàu Ship ngay trong chuyến bay thử số 15 sắp tới. Mặc dù ngày phóng cụ thể chưa được công bố, các tài liệu kế hoạch tạm thời cho thấy mục tiêu sớm nhất có thể là ngày 19/10.
2. Kỹ thuật tiếp nạp nhiên liệu phức tạp ngoài không gian
Phần lớn các nhiệm vụ trong tương lai của Starship sẽ hoạt động ở quỹ đạo tầm thấp của Trái Đất để đưa các vệ tinh Starlink V3 và mạng lưới trung tâm dữ liệu khổng lồ Starmind (dự kiến gồm khoảng một triệu vệ tinh) lên không gian. Tuy nhiên, tàu Ship cũng được thiết kế để thực hiện các sứ mệnh xa hơn tới Mặt Trăng và Sao Hỏa. Điển hình là việc NASA đã chọn tầng trên của Starship làm tàu đổ bộ có người lái cho chương trình Artemis nhằm thiết lập căn cứ ở cực nam Mặt Trăng.
Đối với các hành trình đi vào không gian sâu, tàu Ship đòi hỏi lượng nhiên liệu khổng lồ. Do giới hạn về trọng lượng khi cất cánh từ Trái Đất, tàu không thể tự mang đủ nhiên liệu cho cả hành trình. Giải pháp của SpaceX là phóng tàu Ship lên quỹ đạo Trái Đất, sau đó thực hiện ghép nối và tiếp thêm nhiên liệu từ một biến thể chuyên dụng gọi là tàu chứa nhiên liệu (“tanker”).
Quy trình này cực kỳ phức tạp khi một nhiệm vụ đổ bộ lên Mặt Trăng dự kiến sẽ cần từ 8 đến 20 lần phóng tàu tanker liên tục chỉ để nạp đầy nhiên liệu cho một tàu Ship chính trước khi lên đường.
SpaceX cần chứng minh khả năng chuyển nhiên liệu ngoài không gian một cách an toàn. Mặc dù hãng từng chuyển thành công nhiên liệu giữa các bồn chứa nội bộ trên tàu Ship trong chuyến bay thử thứ 3 vào tháng 3/2024, họ vẫn chưa từng thực hiện truyền nhiên liệu giữa hai phương tiện khác nhau ngoài vũ trụ. Thử nghiệm quan trọng này được kỳ vọng sẽ tiến hành trong chuyến bay thử số 15.
3. Tích hợp hệ thống hỗ trợ sự sống cho các sứ mệnh chở người
Được định hướng là phương tiện vận chuyển con người định cư trên Sao Hỏa, Starship bắt buộc phải tích hợp và vận hành hoàn hảo hàng loạt công nghệ hỗ trợ sự sống. Đây là điều kiện tiên quyết trước khi SpaceX được phép thực hiện bất kỳ sứ mệnh chở người nào.
Theo lịch trình hiện tại từ NASA, sứ mệnh Artemis III dự kiến diễn ra vào giữa năm 2027 sẽ kết nối tàu vũ trụ Orion với tàu Ship trên quỹ đạo Trái Đất. Đến năm 2028, trong nhiệm vụ Artemis IV, tàu Ship sẽ chính thức đảm nhận vai trò đưa các phi hành gia đáp xuống khu vực cực nam của Mặt Trăng, đánh dấu cột mốc con người trở lại bề mặt Mặt Trăng lần đầu tiên kể từ năm 1972.
Để chuẩn bị cho cột mốc này, SpaceX dự kiến sẽ nâng cấp và cải tiến các hệ thống hỗ trợ sự sống đã từng được kiểm chứng trên tàu vũ trụ Crew Dragon – phương tiện vốn đã thực hiện thành công 20 nhiệm vụ đưa phi hành gia lên quỹ đạo tầm thấp của Trái Đất an toàn.
Những ẩn số lớn cần theo dõi trong thời gian tới
Dù đã đạt được cột mốc quan trọng vào ngày 28/9, chặng đường đưa Starship vào khai thác thương mại vẫn còn nhiều ẩn số kỹ thuật cần thời gian trả lời:
- Khả năng phóng đúng hạn: Liệu chuyến bay thử nghiệm số 15 có thể diễn ra ngay vào ngày 19/10 như kế hoạch tạm thời hay không?
- Độ chính xác của lần đầu bắt tàu Ship: Việc thử nghiệm thu hồi tàu Ship bằng “đũa gắp” ở chuyến bay tới có thành công hay sẽ gặp rủi ro va chạm gây hư hại bệ phóng?
- Hiệu quả tiếp dầu thực tế: Quy trình kết nối và truyền dẫn nhiên liệu siêu lạnh giữa hai phương tiện đang bay ở vận tốc quỹ đạo sẽ hoạt động trơn tru ra sao trong thực tế?
Mọi câu hỏi này sẽ chỉ được sáng tỏ sau khi các chuyến bay thử tiếp theo của SpaceX được thực hiện và ghi nhận dữ liệu thực tế.
Nguồn tham khảo: Xem bài gốc
