Artemis: Mặt Trăng và xa hơn nữa

Rạng sáng ngày Chủ nhật (4/9) theo giờ Việt Nam, Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ (NASA) sẽ tiến hành lại vụ phóng tàu vũ trụ Orion lên Mặt Trăng, 5 ngày sau khi phải hoãn vụ phóng do các vấn đề kỹ thuật. Phát biểu tại cuộc họp báo ngày 30/8, ông Mike Sarafin, Giám đốc chương trình thám hiểm Mặt Trăng có tên Sứ mệnh Artemis 1, cho biết NASA hy vọng có thể giải quyết kịp thời các vấn đề kỹ thuật để vụ phóng diễn ra theo đúng kế hoạch đã được điều chỉnh.

Artemis trong thần thoại Hy Lạp là em gái sinh đôi của Apollo và là nữ thần gắn với Mặt Trăng. Chương trình Artemis sẽ kế thừa chương trình Apollo lần đầu tiên đưa con người lên Mặt Trăng trong giai đoạn 1961-1972.

Artemis I là giai đoạn đầu trong 3 dự án của Artemis với mục đích cao nhất là đưa con người trở lại Mặt Trăng sau 50 năm kể từ khi sứ mệnh cuối cùng của dự án Apollo kết thúc năm 1972. Tàu vũ trụ Orion của sứ mệnh Artemis I không chở theo phi hành đoàn, là bước khởi động để kiểm tra tính sẵn sàng của hệ thống và các thiết bị kỹ thuật cho hành trình đi đến Mặt Trăng. Sau nhiệm vụ Artemis I không phi hành đoàn, NASA sẽ triển khai các phi hành gia trực tiếp lái tàu vũ trụ cho sứ mệnh Artemis II vào năm 2024. Đến năm 2025, tàu vũ trụ của sứ mệnh Artemis III sẽ thực sự hạ cánh xuống Mặt Trăng và đưa con người trở lại hành tinh này lần đầu tiên kể từ tháng 12/1972.

Tên lửa mạnh mẽ nhất từng được NASA chế tạo

Sứ mệnh Artemis I được kỳ vọng sẽ mở kỷ nguyên mới về khoa học liên hành tinh. Chuyến bay đầu tiên trong chương trình thám hiểm Mặt Trăng Artemis sẽ bao gồm một loạt thí nghiệm khoa học để chuẩn bị cho các sứ mệnh tương lai. Chuyến bay cũng là lần đầu tiên NASA trình diễn chính thức hệ thống tên lửa có tên Hệ thống Phóng tàu không gian (SLS). Hệ thống phóng này cực kỳ đồ sộ, cao 98 mét, nhỉnh hơn cả chiều cao tượng Nữ thần Tự do, nặng 2,6 triệu kg, tương đương trọng lượng của 8 chiếc máy bay Boeing 747. Đây cũng hệ thống phóng tàu vũ trụ có tên lửa đẩy phức tạp và mạnh mẽ nhất từng được NASA chế tạo. Hệ thống Phóng tàu không gian (SLS) gồm 5 thành phần chính:

Động cơ RS-25

Theo NASA, 4 động cơ RS-25 gắn bên dưới tầng chính của SLS là "động cơ hiệu quả nhất từng được chế tạo". Động cơ RS-25 được sử dụng trong chương trình Tàu con thoi của NASA. NASA sử dụng phiên bản cải tiến của động cơ này cho SLS, cung cấp tổng lực đẩy 3,9 triệu kg khi cất cánh. Kết hợp với lực đẩy từ tên lửa đẩy nhiên liệu rắn, SLS sẽ bay vào quỹ đạo ở tốc độ khoảng 27.350 km/h.

Tên lửa đẩy nhiên liệu rắn (SRB)

Mỗi tên lửa đẩy nhiên liệu rắn cao bằng một tòa nhà 17 tầng, sản sinh lực đẩy gần 1,6 triệu kg, cung cấp 75% sức mạnh cần thiết trong 2 phút đầu tiên sau khi phóng. Qua 2 phút đó, nhiệm vụ của chúng đã hoàn tất. Một SRB đốt hết khoảng 6 tấn nhiên liệu đẩy rắn/giây để tạo lực nâng giúp SLS lao vào không trung.

Tầng chính

Tầng chính cao 65 mét của SLS chở lượng nhiên liệu khổng lồ cần thiết để cất cánh với 2,8 triệu lít nhiên liệu dùng cho 4 động cơ RS-25. Tầng này có một bình nhiên liệu oxy lỏng và bình nhiên liệu hydro lỏng. Hai bình sẽ nạp cho các động cơ khoảng 5.678 lít nhiên liệu đẩy/giây trong 8 phút sau khi phóng (thời gian để SLS lên tới quỹ đạo).

Bệ đỡ nối tàu Orion với SLS

Bệ đỡ nối tàu Orion với SLS bao gồm hệ thống đẩy ICPS, giống như một động cơ hoạt động bằng oxy lỏng/hydro lỏng giúp tàu Orion vượt qua lực hút Mặt Trăng và trở về Trái Đất. Khu vực bệ đỡ nối tàu còn chứa 10 vệ tinh CubeSat nhỏ vào không gian để tiến hành một số nhiệm vụ khoa học, trong đó có nhiệm vụ cánh buồm mặt trời mang tên Near-Earth Asteroid (NEA) Scout nhằm nghiên cứu một tiểu hành tinh gần Trái Đất. Nhiệm vụ CubeSat khác sẽ chở nấm men vào không gian sâu để kiểm tra ảnh hưởng của bức xạ đối với tổ chức sống. Ngoài nối tàu Orion với tên lửa SLS, bộ phận này sẽ chở và triển khai 10 vệ tinh trên quỹ đạo sau khi tàu Orion tách ra.

Tàu vũ trụ Orion

Tàu vũ trụ Orion bao gồm hệ thống hủy phóng, module chở phi hành đoàn và module dịch vụ châu Âu. Hệ thống hủy phóng được thiết kế để phản ứng trong vòng vài mili giây trước bất kỳ bất thường nào để có thể đẩy module chở phi hành đoàn ra ngoài an toàn nếu cần. Mặc dù là nhiệm vụ không người lái, Artemis I sẽ đưa ma-nơ-canh lên quỹ đạo Mặt Trăng nhằm mô phỏng những gì phi hành gia sẽ trải qua. Các cảm biến trong ghế ngồi và đồ vũ trụ sẽ thu thập những thông tin về rung chấn, mức độ tiếp xúc bức xạ tạo ra trong chuyến bay và tính hữu dụng của bộ đồ bay.

Bên cạnh đó, NASA còn trang bị công nghệ hỗ trợ Callisto trên chuyến bay Artemis I để thử nghiệm hệ thống trợ lý ảo giọng nói, hỗ trợ phi hành gia trong sứ mệnh trở lại Mặt Trăng.

Tàu vũ trụ Orion sẽ tiếp cận bề mặt Mặt Trăng trong phạm vi 95 km và lợi dụng trọng lực để quay quanh quỹ đạo Mặt Trăng. Nhiệm vụ sẽ kéo dài tổng cộng 42 ngày cho đến khi quay trở lại Thái Bình Dương vào ngày 10/10. Con tàu sẽ được trục vớt bởi thuyền của Hải quân Mỹ.

Mục tiêu của sứ mệnh Artemis là chứng minh rằng tàu vũ trụ Orion hoàn toàn có thể phóng thành công và trở lại trước khi thực hiện nhiệm vụ đưa các phi hành gia lên Mặt Trăng.

Mặt Trăng và xa hơn nữa…

NASA có kế hoạch đưa các phi hành gia lên Mặt Trăng trong sứ mệnh Artemis III vào năm 2025. Mục đích nữa của chương trình Artemis là thiết lập cơ sở hạ tầng lâu dài trên Mặt Trăng, từ đó tạo bàn đạp cho các chuyến du hành tham vọng hơn trong tương lai là đưa con người lên sao Hỏa.

Ông Mike Sarafin, người phụ trách sứ mệnh Artemis, cho biết: "Chúng tôi có cảm giác mong đợi và phấn khích cao độ. Đây là chuyến bay thử nghiệm của một tên lửa mới và tàu vũ trụ mới để đưa con người lên Mặt trăng trong chuyến bay tiếp theo - điều chưa từng được thực hiện trong hơn 50 năm. Chúng tôi sẽ học được rất nhiều điều từ chuyến bay thử nghiệm Artemis I và sẽ thay đổi và sửa đổi những gì cần thiết để chuẩn bị cho chuyến bay có phi hành đoàn tiếp theo".

Nhiều người trong chúng ta có lẽ đã từng đặt câu hỏi: Vì sao con người phải tốn kém vật chất, hứng chịu rủi ro về sức khỏe và sinh mạng để khám phá vũ trụ? Chúng ta được lợi gì từ việc khám phá vũ trụ? Chia sẻ của ông Bill Nelson, Tổng Giám đốc NASA phần nào cho chúng ta thấy góc nhìn của những người trong cuộc, "Chúng ta thực ra là chỉ hoàn thành định mệnh của mình. Khi khám phá, chúng ta học được những điều mới, phát triển được những thứ mới để cải thiện cuộc sống của chúng ta trên Trái Đất".

Ở khía cạnh sát sườn hơn, khám phá vũ trụ được mô tả là xương sống của các công nghệ hiện đại. Ví dụ như mọi cuộc điện thoại, tìm kiếm trên internet, giao dịch tài chính từ xa hay rất nhiều hoạt động hàng ngày của chúng ta là sử dụng công nghệ vũ trụ. Vũ trụ càng được thương mại hóa thì càng nhiều ứng dụng được sinh ra và xã hội được cho là sẽ hưởng lợi nhiều, như công nghệ giám sát môi trường và mùa màng, dự báo thời tiết chính xác hơn, sản xuất những chất liệu phục vụ công nghiệp và dược phẩm mà không thể sản xuất được trên Trái Đất.

Dự kiến sẽ có tới 400.000 du khách đổ về bờ biển Florida với hy vọng có thể chứng kiến và cảm nhận sức mạnh của tên lửa mạnh mẽ nhất mà NASA từng phóng lên bầu trời. Để so sánh, vụ phóng có phi hành đoàn đầu tiên của SpaceX vào năm 2020 - giữa đại dịch - đã thu hút 220.000 người. Nhiệm vụ Artemis I diễn ra vào cuối tuần, với thứ Hai cũng là ngày nghỉ lễ của Mỹ, có nghĩa là lượng người đổ về chứng kiến sự kiện lịch sử này có thể sẽ đông hơn rất nhiều.