Tên lửa của Elon Musk hạ cánh ở Hoả tinh ra sao?

SpaceX có kế hoạch khổng lồ để tiến nhanh đến thời đại của tên lửa tái sử dụng, cho phép con người lên Hỏa tinh và trở lại Trái Đất sau một thời gian.

Năm 2011, SpaceX tung video về cách thức họ hạ cánh tên lửa một lần nữa sau khi đã bắn nó vào vũ trụ – điều chưa ai từng làm được.

Dragon trong buổi trưng bày tại trụ sở SpaceX. Ảnh: SpaceX.

Ngày 21/12/2015 đánh dấu thành công của SpaceX trong việc hạ cánh tên lửa tái sử dụng Falcon 9. Họ tiếp nối bằng việc hạ cánh một tên lửa Falcon 9 khác trên biển vào ngày 8/4 năm nay.

Elon Musk tuyên bố kế hoạch tái sử dụng tên lửa này vào tháng 5.

Tham vọng của họ là đưa Dragon lên Hỏa tinh vào năm 2018.

Họ cũng công bố Red Dragon, phiên bản “cơ bắp” hơn của Falcon 9 với trang bị tên lửa Falcon Heavy, dự kiến tên lửa này sẽ được phóng vào không gian vào 11/2016.

SpaceX tự hào đây là tên lửa mạnh mẽ nhất thế giới, cho phép chở gấp đôi tải trọng của Space Shuttle. Chỉ từng duy nhất Saturn V, tên lửa dùng để chở phi hành đoàn trong chương trình Apollo mới cho phép chở tải trọng cao hơn.

Falcon Heavy là tên lửa đa tầng, bao gồm nhiều tên lửa khác nhau, xếp thành từng lớp. Mỗi tầng lại có một động cơ và chất đốt riêng. Khi một tầng cháy hết nhiên liệu, nó sẽ tự tách ra để giảm khối lượng toàn phần của tên lửa.

Elon Musk cũng xác nhận vào ngày 29/4 là SpaceX dự định hạ cánh cả 3 tầng tên lửa trên trong chuyến phóng Falcon Heavy.

Dựa vào các hình ảnh minh họa trên tài khoản Flickr của họ, SpaceX dường như sẽ sử dụng phương pháp hoàn toàn mới.

Đây là hình ảnh minh họa Dragon, tàu không người lái được đưa lên Hỏa tinh, tuy vậy nó chưa có khả năng chở người.

Dragon không người lái đã từng lên đến Trạm Không gian Quốc tế ISS từ 2010. Nhưng để đến được Hỏa tinh, nó cần phải đi xa hơn 560.000 lần, do đó yêu cầu một tên lửa mạnh mẽ hơn.

Tên lửa đó là Falcon Heavy, được minh họa bằng hình dưới, nó được dự định sẽ phóng đi từ Trung tâm Không gian Kennedy lần đầu tiên trong năm sau.

Tuy nhiên, tên lửa này cũng chỉ giải quyết vấn đề đến được Hỏa tinh. Hạ cánh lên hành tinh Đỏ là một thử thách rất lớn vì bầu khí quyển của nó (khí quyển Martian) rất khó kiểm soát.

Khí quyển Martian mỏng hơn 1.000 lần so với Trái Đất, do vậy các loại dù thông thường không thể tạo đủ lực cản để hạ cánh.

Mặt khác, khí quyển Martian vẫn đủ dày để tạo ra lượng nhiệt khổng lồ khi ma sát với tên lửa. Vì thế, để hạ cánh, bạn cần một tên lửa có lớp bảo vệ khỏi nhiệt độ lên đến hơn 870 độ C.

Vỏ bảo vệ của Dragon chịu được nhiệt độ gần 1650 độ C, do vậy đây không phải vấn đề lớn.

Dragon sẽ không gặp vấn đề về nhiệt độ bề mặt khi tiếp cận Hỏa tinh. Ảnh: SpaceX.

Vấn đề sẽ nằm ở việc kiểm soát tốc độ. Dù trọng lực ở Hỏa tinh chỉ bằng khoảng 1/3 so với Trái Đất, tàu không gian vẫn lao xuống với tốc độ hơn 1.600 km/h khi thâm nhập vào khí quyển Hỏa tinh. Tất nhiên không cần nói nhiều về thảm họa sẽ xảy ra nếu nó tiếp đất ở tốc độ đó.

Giải pháp của SpaceX là dùng các động cơ trên tàu để chuyển lực đẩy từ phương thẳng sang phương ngang, từ đó giảm tốc độ.

Minh họa việc đổi phương khi hạ cánh của Dragon. Ảnh: SpaceX.

Và sau đó, khi tàu đang trôi tiếp về mặt sao Hoả, họ sẽ kích hoạt các tên lửa một lần cuối, nhằm đạt một cuộc hạ cánh nhẹ nhàng, theo phương dọc.

Đây là phương pháp chưa từng được thử nghiệm, nhưng nhiều hy vọng mang lại kết quả tốt.

Lần cuối mà nhân loại hạ cánh thành công trên Hỏa tinh là chiếc Curiosity của NASA vào năm 2012. Đây là cú hạ cánh ấn tượng nhưng đầy phức tạp với hơn 6 bước, mà mỗi bước đều phải thực hiện hoàn hảo. NASA gọi lần hạ cánh đó là “7 phút kinh hoàng” ghi dấu mốc từ thời điểm tên lửa xâm nhập khí quyển đến khi an toàn trên mặt đất.

Nhưng công nghệ chở người lên Hỏa tinh lại chưa sẵn sàng. Elon Musk nói rằng Dragon có thể chưa là phương tiện thích hợp để chở người.

Nhiệm vụ này đánh dấu cột mốc quan trọng trong mối hợp tác giữa NASA cùng SpaceX, mang giấc mơ gửi con người đến Hỏa tinh vào năm 2030 thêm một bước gần.

Lê Phát

Theo Zing