1001 thắc mắc: Vì sao phóng tàu vũ trụ phải dùng tên lửa nhiều tầng?

Theo dõi VGT trên

Các con tàu lên mặt trăng cần có tốc độ 11,2 km/s, còn muốn bay tới các hành tinh khác tốc độ phải lớn hơn nữa. Làm thế nào để đạt tốc độ đó? Chỉ có tên lửa đẩy mới đảm đương nổi việc này.

1001 thắc mắc: Vì sao phóng tàu vũ trụ phải dùng tên lửa nhiều tầng? - Hình 1

Chỉ khi đạt được tốc độ bay 7,9 km/s thì vệ tinh nhân tạo hay tàu vũ trụ mới không rơi trở lại mặt đất. Các con tàu lên mặt trăng cần có tốc độ 11,2 km/s, còn muốn bay tới các hành tinh khác tốc độ phải lớn hơn nữa. Làm thế nào để đạt tốc độ đó? Chỉ có tên lửa đẩy mới đảm đương nổi việc này.

Muốn làm cho một vật thể chuyển động với tốc độ 7,9 km/s để thoát khỏi sức hút của trái đất, đòi hỏi phải dùng một năng lượng lớn. Một vật nặng 1g muốn thoát khỏi trái đất sẽ cần một năng lượng tương đương điện năng cần thiết để thắp sáng 1.500 bóng đèn điện 40 W trong 1 giờ.

Mặt khác, tên lửa bay được là nhờ vào việc chất khí phụt ra phía sau tạo nên một phản lực. Khí phụt ra càng nhanh, tên lửa bay càng chóng. Muốn đạt được tốc độ bay rất lớn, ngoài đòi hỏi phải có tốc độ phụt khí rất cao ra, còn phải mang theo rất nhiều nhiên liệu. Nếu tốc độ phụt khí là 4.000 m/s, để đạt được tốc độ thoát ly là 11,2 km/s thì tên lửa phải chứa một số nhiên liệu nặng gấp mấy lần trọng lượng bản thân.

Các nhà khoa học đã cố gắng giải quyết vấn đề này một cách thoả đáng. Làm sao để trong quá trình bay, cùng với sự tiêu hao nhiên liệu sẽ vứt bỏ được những bộ phận không cần thiết nữa, giảm nhẹ trọng lượng đang tiếp tục quá trình bay, nâng cao tốc độ bay. Đó chính là phương án sử dụng tên lửa nhiều tầng. Hiện nay phóng vệ tinh nhân tạo hoặc tàu vũ trụ vào không gian đều sử dụng loại tên lửa này.

Tên lửa nhiều tầng có ít nhất hai tên lửa trở lên, lắp liên tiếp nhau. Khi nhiên liệu ở tên lửa dưới cùng hết, nó tự động tách ra và tên lửa thứ hai lập tức được phát động. Khi tên lửa thứ hai dùng hết nhiên liệu, nó cũng tự động tách ra và tên lửa thứ ba tiếp đó được phát động… cứ như vậy sẽ làm cho vệ tinh hoặc tàu vũ trụ đặt ở tầng trên cùng đạt được tốc độ từ 7,9 km/s trở lên để bay quanh trái đất hoặc thoát khỏi trái đất.

Dùng tên lửa nhiều tầng tuy có thể giải quyết vấn đề bay trong vũ trụ nhưng tiêu hao nhiêu liệu rất lớn. Giả sử chúng ta dùng tên lửa 4 tầng để đưa tàu vào không gian, tốc độ phụt khí của mỗi tầng này là 2,5 km/s, tỷ lệ giữa trọng lượng nhiên liệu và vỏ là 4/1, như vậy muốn cho một con tàu nặng 30 kg ở tầng cuối đạt được tốc độ 12 km/s thì trọng lượng toàn bộ tên lửa và nhiên liệu khi bắt đầu phóng phải tới trên 1.000 tấn.

Ngày nay, các tàu không gian còn có thể được nâng lên bởi các tên lửa đẩy gắn ở bên sườn. Chẳng hạn thế hệ tàu Ariane 5.

Tàu con thoi – Chương trình không gian tốn kém

Tàu con thoi, là một hệ thống tàu vũ trụ quỹ đạo thấp của trái Đất có thể tái sử dụng, được vận hành bởi Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Hoa Kỳ (NASA). Tên chính thức của chương trình là Space Transportation System (STS), được lấy từ một kế hoạch năm 1969 cho một hệ thống tàu vũ trụ có khả năng tái sử dụng.

Chương trình tàu vũ trụ con thoi của Mỹ được khai sinh vào năm 1972 dưới thời Tổng thống Mỹ Richard Nixon nhằm thực hiện các chuyến bay đưa người vào vũ trụ. Hình thành từ hơn 2,5 triệu linh kiện khác nhau, tàu vũ trụ con thoi được đánh giá là cỗ máy phức tạp nhất từng được con người tạo ra. Các tàu con thoi của Mỹ chính thức đi vào hoạt động từ năm 1982.

Trong chương trình tàu con thoi của Mỹ, đã có 6 tàu con thoi được chế tạo. Chiếc đầu tiên là Enterprise chỉ dùng cho mục đích thử nghiệm. 5 con tàu còn lại được đưa vào hoạt động là Columbia, Challenger, Discovery, Atlantis và Endeavour. Trong số này, Challenger là con tàu xấu số đã bị vỡ tung chỉ 73 giây sau khi phóng vào năm 1986, còn Columbia thì gặp nạn khi trở lại Trái đất vào năm 2003.

Tàu con thoi được phóng tổng cộng 135 lần từ năm 1981 đến năm 2011, và phóng từ Trung tâm vũ trụ Kennedy (KSC) ở Florida, Hoa Kỳ. Các nhiệm vụ của tàu con thoi đã phóng vệ tinh, tàu thăm dò, và Kính viễn vọng không gian Hubble; thực hiện các thí nghiệm khoa học vũ trụ; và tham gia vào nhiệm vụ xây dựng và bảo dưỡng Trạm vũ trụ Quốc tế. Tổng cộng thời gian bay của đội tàu con thoi là 1322 ngày, 19 giờ, 21 phút và 23 giây.

Tàu con thoi thực ra có 3 thành phần bao gồm tàu vũ trụ / trạm quỹ đạo (OV – Orbiter Vehicle), bộ đôi tên lửa đẩy nhiên liệu rắn có thể thu hồi (SRBs – Solid Rocket Boosters), và bình nhiên liệu ngoài (ET – External Tank) có chứa khí hi-dro lỏng và ôxy lỏng.

Tàu con thoi được phóng thẳng đứng, như một tên lửa thường, với hai tên lửa được phóng song song với 3 động cơ chính của tàu vũ trụ, được bình nhiên liệu ngoài cung cấp nhiên liệu.

Bộ đôi tên lửa được thả ra trước khi tàu vũ trụ đạt tới quỹ đạo, và bình nhiên liệu ngoài được vứt bỏ trước khi tàu bắt đầu quá trình đạt tới quỹ đạo, lúc ấy tàu sẽ sử dụng đến 2 động cơ điều khiển quỹ đạo (OMS – Orbital Manuevering System).

Khi kết thúc nhiệm vụ, tàu sẽ sử dụng tiếp 2 động cơ điều khiển quỹ đạo để rời quỹ đạo và tái nhập vào bầu khí quyển. Tàu sẽ lượn tới một đường băng hạ cánh trên Hồ khô Rogers ở Căn cứ Không Quân Edwards ở California, hoặc tại Khu hạ cánh Tàu con thoi ở Trung tâm vũ Trụ Kennedy.

Nếu tàu hạ cánh ở Edwards, tàu sẽ được bay trở lại Trung tâm vũ trụ Kennedy trên Máy bay chở Tàu con thoi, một chiếc Boeing 747 đã được sửa đổi.

Tàu vũ trụ đầu tiên, Enterprise, được chế tạo cho những chuyến bay thử nghiệm hạ cánh và tiếp cận và hoàn toàn không đủ khả năng cho một chuyến bay trên quỹ đạo ngoài vũ trụ. 4 tàu vũ trụ đầu tiên được chế tạo cho chuyến bay vũ trụ là: Columbia, Challenger, Discovery, và Atlantis.

Trong số này, Challenger và Columbia đã bị phá hủy trong tai nạn năm 1986 và 2003 theo thứ tự, và tổng cộng 14 phi hành gia đã thiệt mạng. Tàu vũ trụ thứ 5, Endeavour, được chế tạo vào năm 1991 để thay thế tàu Challenger. Tàu con thoi chính thức kết thúc và về hưu ở nhiệm vụ cuối cùng của tàu Atlantis vào ngày 21 tháng 7 năm 2011.

Chương trình tàu con thoi là một trong những chương trình không gian tốn kém lớn cho nước Mỹ. Chi phí cho mỗi lần phóng tàu con thoi lên đến 500 triệu USD bao gồm chi phí cho hàng tháng bảo trì và chuẩn bị các bước giữa hai lần bay, các hệ thống thủy lực và điện tử dùng trong bệ phóng… Tổng cộng trong 30 năm hoạt động, chương trình tàu con thoi đã ngốn đến 196 tỉ USD từ ngân sách liên bang Mỹ.

Trung tâm Không gian Kennedy ở mũi Canaveral, bang Florida (Mỹ), luôn là điểm đáp ưu tiên hàng đầu của tàu con thoi. Ở đây có một trong những đường băng lớn nhất thế giới: dài 4.472m, ngang 91,4m, mỗi đầu có thêm đoạn đường an toàn dài 305m. Nếu điều kiện không cho phép, tàu con thoi phải đáp xuống căn cứ không quân Edwards ở bang California, hoặc có thể ở một căn cứ khác của Mỹ trên thế giới. Tuy nhiên, chi phí sẽ tăng, chẳng hạn nếu tàu con thoi đáp ở căn cứ Edwards, NASA phải tốn 1,7 triệu USD để đưa nó về mũi Canaveral.

Phóng tàu con thoi lên vũ trụ. Clip nguồn youtube

Theo Tiền phong

Phá hủy cầu White River ở Clarendon, Arkansas

Cây cầu White River lịch sử ở Clarendon, bang Arkansas của Hoa Kỳ đã bị phá hủy. Các giới chức Bộ Giao thông Vận tải Arkansas cho biết họ đã dùng chất nổ để phá hủy cây cầu này.

Theo VOA

Bạn thấy bài viết này có hữu ích không?
Có;
Không

Tin liên quan

Tiêu điểm

Người đàn ông cứu được con mèo đã kinh ngạc khi biết sự thật về sinh vật nàyNgười đàn ông cứu được con mèo đã kinh ngạc khi biết sự thật về sinh vật này
22:24:48 06/02/2025
Bắt sống 'quái thú' dài 6m ẩn nấp trong nhà vệ sinhBắt sống 'quái thú' dài 6m ẩn nấp trong nhà vệ sinh
11:04:05 06/02/2025
Hơn 2,8 tỷ đồng quay lại với chủ sau 8 tháng bị bỏ quên ở bãi đỗ xeHơn 2,8 tỷ đồng quay lại với chủ sau 8 tháng bị bỏ quên ở bãi đỗ xe
11:04:51 06/02/2025
Cận cảnh loài chim nguy hiểm nhất thế giớiCận cảnh loài chim nguy hiểm nhất thế giới
10:58:21 07/02/2025
Rùng mình trước cảnh 102 con rắn độc làm ổ trong vườn nhà ở AustraliaRùng mình trước cảnh 102 con rắn độc làm ổ trong vườn nhà ở Australia
10:56:53 07/02/2025
Phát hiện thiên hà 9 vòng, nhiều nhất từ trước đến nayPhát hiện thiên hà 9 vòng, nhiều nhất từ trước đến nay
21:53:27 05/02/2025
Các hẻm núi lớn được khắc lên mặt trăng trong chớp mắtCác hẻm núi lớn được khắc lên mặt trăng trong chớp mắt
10:21:58 06/02/2025

Tin đang nóng

Chấn động: Bằng chứng "nút thắt" trong vụ án của Tangmo Nida lộ diện sau 3 năm, cuộc điều tra liệu có bước ngoặt?Chấn động: Bằng chứng "nút thắt" trong vụ án của Tangmo Nida lộ diện sau 3 năm, cuộc điều tra liệu có bước ngoặt?
13:21:57 07/02/2025
Công an Hải Phòng vào cuộc vụ khách đặt phòng qua mạng bị lừa hơn 1 tỷ đồngCông an Hải Phòng vào cuộc vụ khách đặt phòng qua mạng bị lừa hơn 1 tỷ đồng
13:20:40 07/02/2025
Lật tẩy "tiểu phẩm" chồng cũ doanh nhân dầm mưa 30 phút, quỳ gối khóc than thương tiếc Từ Hy ViênLật tẩy "tiểu phẩm" chồng cũ doanh nhân dầm mưa 30 phút, quỳ gối khóc than thương tiếc Từ Hy Viên
13:03:49 07/02/2025
Khung hình bị chế giễu nhiều nhất hôm nay: Uông Tiểu Phi quỳ lạy giữa trời mưaKhung hình bị chế giễu nhiều nhất hôm nay: Uông Tiểu Phi quỳ lạy giữa trời mưa
14:18:25 07/02/2025
Chấn động bài "phốt" 1 Anh Trai Vbiz gian lận thi cử, chính chủ đáp trả: "Đào sâu nữa mấy anti sẽ biết thêm..."Chấn động bài "phốt" 1 Anh Trai Vbiz gian lận thi cử, chính chủ đáp trả: "Đào sâu nữa mấy anti sẽ biết thêm..."
14:11:44 07/02/2025
Hai chị em uống nhầm thuốc diệt chuột: Bé trai đã tử vongHai chị em uống nhầm thuốc diệt chuột: Bé trai đã tử vong
14:44:47 07/02/2025
Khởi tố thêm vợ chủ đậu phộng Tân TânKhởi tố thêm vợ chủ đậu phộng Tân Tân
13:18:08 07/02/2025
Bị chế giễu vì "nhận vơ" chuyện bỏ tiền đưa tro cốt Từ Hy Viên về, Uông Tiểu Phi mắng xối xả mẹ đại giaBị chế giễu vì "nhận vơ" chuyện bỏ tiền đưa tro cốt Từ Hy Viên về, Uông Tiểu Phi mắng xối xả mẹ đại gia
14:06:54 07/02/2025

Tin mới nhất

Chuyện ít biết về người canh giữ 2 con voi vàng nguyên khối vua Hàm Nghi ban

Chuyện ít biết về người canh giữ 2 con voi vàng nguyên khối vua Hàm Nghi ban

10:42:06 05/02/2025
Qua lời giới thiệu của lãnh đạo xã Phú Gia, chúng tôi đến gặp ông Phan Hùng Vỹ ở thôn Phú Hồ, ngỏ ý muốn được chiêm ngưỡng bảo vật vua ban.
Nữ nhân viên bị sa thải vì không đủ năng lực làm việc: Tòa án tuyên bố công ty phải bồi thường hơn 127 triệu đồng

Nữ nhân viên bị sa thải vì không đủ năng lực làm việc: Tòa án tuyên bố công ty phải bồi thường hơn 127 triệu đồng

08:14:20 05/02/2025
Công ty đã kháng cáo và kiện lên tòa án cấp cao hơn nhưng vẫn phải bồi thường nữ nhân viên này. Nữ nhân viên được ký hợp đồng vô thời hạn bất ngờ bị sa thải
Cô gái nhai gãy đôi chiếc nhẫn cầu hôn mà bạn trai giấu trong bánh kem

Cô gái nhai gãy đôi chiếc nhẫn cầu hôn mà bạn trai giấu trong bánh kem

08:13:29 05/02/2025
Muốn tạo bất ngờ cho người yêu bằng màn cầu hôn lãng mạn, chàng trai bối rối khi chiếc nhẫn bí mật giấu trong bánh kem bị cô bạn gái đói bụng nhai gãy đôi.
Đám cưới "ông cháu" gây sốc: Cụ ông 75 tuổi linh đình rước cô dâu mới tròn 15 về dinh, phản ứng của hai bên gia đình càng bất ngờ

Đám cưới "ông cháu" gây sốc: Cụ ông 75 tuổi linh đình rước cô dâu mới tròn 15 về dinh, phản ứng của hai bên gia đình càng bất ngờ

08:11:53 05/02/2025
Một cặp đôi mới cưới tại Indonesia đã trở nên nổi tiếng vì khoảng cách tuổi tác quá lớn của họ. Khi biết khoảng cách tuổi của cặp đôi lên tới 60 tuổi, cư dân mạng đã vô cùng bàng hoàng.
Phát hiện mã di truyền tuyệt chủng có trước ADN?

Phát hiện mã di truyền tuyệt chủng có trước ADN?

07:13:14 05/02/2025
Các nhà khoa học từ lâu cho rằng họ nắm rõ hướng tiến hóa của mã di truyền cho phép sự sống xuất hiện trên trái đất, nhưng kết quả nghiên cứu mới có thể đảo ngược hiểu biết này.
Cảnh kinh dị giữa lòng thành phố lớn nhất thế giới: Thủ phạm gần gũi đến không ngờ

Cảnh kinh dị giữa lòng thành phố lớn nhất thế giới: Thủ phạm gần gũi đến không ngờ

16:49:05 04/02/2025
Ở các thành phố lớn, vấn đề chuột ngày càng trở nên nhức nhối khi số lượng loài gặm nhấm này bùng nổ với tốc độ đáng lo ngại.
Cả làng bảo vệ 'hòn đá vía', xem như báu vật ở xứ Thanh

Cả làng bảo vệ 'hòn đá vía', xem như báu vật ở xứ Thanh

06:59:14 04/02/2025
Cứ vào mỗi dịp Tết, người dân tộc Thái ở xã Sơn Thủy, huyện Quan Sơn (Thanh Hóa) lại đến hòn đá ở giữa làng xin vía . Hòn đá này người dân địa phương xem như báu vật .
Tên trộm khét tiếng sa lưới vì 'sự cố' hiếm gặp

Tên trộm khét tiếng sa lưới vì 'sự cố' hiếm gặp

06:59:10 04/02/2025
Theo Daily Mail, Winston Allen, 59 tuổi, từng bị kết án tới 44 lần với hơn 121 tội danh. Gần đây nhất, hắn tiếp tục thực hiện một vụ trộm ở Leckhampton, Cheltenham.
Mua hàng trên sàn TMĐT Trung Quốc, người dùng tá hỏa khi nhận được... bức ảnh của món hàng đó

Mua hàng trên sàn TMĐT Trung Quốc, người dùng tá hỏa khi nhận được... bức ảnh của món hàng đó

06:59:07 04/02/2025
Một người đàn ông ở bang Georgia, Mỹ đã cố gắng lấy lại tiền hoàn trả trong nhiều tháng sau khi đặt mua một chiếc máy khoan trên AliExpress nhưng lại nhận được một bức ảnh in của sản phẩm thay vì hàng thật.
Dò kim loại, 2 người đào được 'kho báu' quý giá

Dò kim loại, 2 người đào được 'kho báu' quý giá

20:02:46 03/02/2025
404 đồng tiền xu được phát hiện vào mùa thu năm 2023 tại thị trấn Bunnik, cách Amsterdam khoảng 24 dặm (39 km) về phía đông nam.
Vườn thú cho phép người hóa trang thành chó, phí lên đến 7,8 triệu đồng

Vườn thú cho phép người hóa trang thành chó, phí lên đến 7,8 triệu đồng

10:47:38 03/02/2025
Vườn thú đầu tiên trên thế giới cho phép khách tham quan hóa trang thành loài chó tại Nhật Bản khai trương, giá vé lên đến 7,8 triệu đồng.
Chó cưng hướng đống lá sủa liên tục, người phụ nữ tò mò tới xem thì hốt hoảng phát hiện sinh vật bí ẩn

Chó cưng hướng đống lá sủa liên tục, người phụ nữ tò mò tới xem thì hốt hoảng phát hiện sinh vật bí ẩn

10:42:20 03/02/2025
Theo Dodo, vào tháng 1 năm 2024, trong lúc dạo bước trên con đường mòn trong rừng cùng chú chó của mình, một người phụ nữ ở Pennsylvania (Mỹ) nhận thấy có điều gì đó kỳ lạ.

Có thể bạn quan tâm

Em gái quyết không ứng xử như Trấn Thành - Hari Won khi bị đẩy vào tình huống nhạy cảm

Em gái quyết không ứng xử như Trấn Thành - Hari Won khi bị đẩy vào tình huống nhạy cảm

Sao việt

17:48:19 07/02/2025
Cách Uyển Ân né tránh càng khiến netizen nghi vấn chuyện cô từng hẹn hò Quỳnh Lý là có thật, chính vì thế nên mới không tiện nhắc tên để tránh gây ồn ào.
Con dâu chăm bố chồng bị tai biến nằm liệt giường, khi thay chăn màn cho ông thì bất ngờ nhìn thấy một thứ kinh hãi

Con dâu chăm bố chồng bị tai biến nằm liệt giường, khi thay chăn màn cho ông thì bất ngờ nhìn thấy một thứ kinh hãi

Góc tâm tình

17:47:26 07/02/2025
Trong khi vợ chồng tôi cố gắng hết sức chữa trị cho bố thì ông lại phá hủy tất cả. Sau khi mẹ chồng mất, bố sống lủi thủi một mình, việc ăn uống rất tạm bợ, bữa đói bữa no.
Thấy cô gái 20 tuổi thuê trọ 2 năm nhưng sau Tết không quay lại, chủ trọ mở cửa, phát hiện thứ gây ám ảnh

Thấy cô gái 20 tuổi thuê trọ 2 năm nhưng sau Tết không quay lại, chủ trọ mở cửa, phát hiện thứ gây ám ảnh

Netizen

17:46:17 07/02/2025
Nỗi ám ảnh với chủ nhà nhất định cho là người ở bẩn thuê trọ. Để đảm bảo riêng tư nên các chủ nhà chỉ thường kiểm tra trọ vài lần, hay thậm chí nhiều nơi còn không check thường xuyên nếu người thuê đóng tiền đầy đủ.
Điểm tên những quốc gia đã cấm ứng dụng AI DeepSeek của Trung Quốc

Điểm tên những quốc gia đã cấm ứng dụng AI DeepSeek của Trung Quốc

Thế giới

17:10:49 07/02/2025
Giám đốc điều hành Ivan Tsarynny của Feroot Security khẳng định DeepSeek có thể gửi dữ liệu tới CMPassport.com, cổng đăng ký trực tuyến của China Mobile, một công ty thuộc sở hữu nhà nước Trung Quốc.
Năm mới đừng quên cắm ngay loại hoa tượng trưng cho sự vương giả, thành công và hạnh phúc tròn đầy này trong nhà

Năm mới đừng quên cắm ngay loại hoa tượng trưng cho sự vương giả, thành công và hạnh phúc tròn đầy này trong nhà

Trắc nghiệm

16:14:14 07/02/2025
Cúc đại đóa - loại hoa có vẻ đẹp siêu thực được nhiều người ưa chuộng vào dịp Tết.Không phải bỗng dưng mà người ta nói rằng hoa cúc đại đóa là loài hoa không thể thiếu trong dịp Tết
7 mẹo vặt của mẹ khiến tôi "ngả mũ" toàn tập: Rất thiết thực lại còn tiết kiệm ngân sách

7 mẹo vặt của mẹ khiến tôi "ngả mũ" toàn tập: Rất thiết thực lại còn tiết kiệm ngân sách

Sáng tạo

15:41:25 07/02/2025
Trong túi đồ makeup của mỗi cô gái, miếng mút trang điểm là món đồ không thể thiếu, dùng để tán phấn, nền một cách mượt mà trên làn da.