Hoàng Đức
Writer
Vào khoảng 5 giờ 36 phút sáng theo giờ VN ngày 2 tháng 4 năm 2026, tên lửa đẩy hạng nặng Block 1 do Hoa Kỳ phát triển, mang theo tàu vũ trụ có người lái Orion, đã phóng vào không gian để thực hiện sứ mệnh Artemis 2.
Sứ mệnh Artemis 2, một sứ mệnh bay quanh Mặt Trăng, được phóng từ Trung tâm Vũ trụ Kennedy tại Cape Canaveral. Sứ mệnh này dự kiến sẽ là một chuyến bay có người lái quanh Mặt Trăng kéo dài khoảng 10 ngày, đánh dấu lần đầu tiên con người trở lại quỹ đạo Mặt Trăng kể từ sứ mệnh Apollo 17 năm 1972.
Tàu vũ trụ sẽ sử dụng quỹ đạo quay tự do "hình số tám" độc đáo, bay quanh Trái Đất hai vòng sau khi phóng trước khi đi vào quỹ đạo chuyển tiếp lên Mặt Trăng vào ngày thứ Hai. Vào ngày thứ Sáu tuần này (giờ Mỹ), nó sẽ đạt đến điểm cận nhật của Mặt Trăng, ở khoảng cách vài nghìn đến 10000 km so với bề mặt Mặt Trăng, trong thời gian đó nó sẽ bay qua phía xa của Mặt Trăng và trải qua khoảng 30-50 phút gián đoạn liên lạc. Sau đó, tàu vũ trụ sẽ tận dụng hiệu ứng "cần cẩu" trọng lực của Mặt Trăng tăng tốc và bắt đầu hành trình trở về Trái Đất.
Điểm xa nhất của toàn bộ đường bay sẽ cách Trái Đất khoảng 470.000 km, lập kỷ lục mới về quãng đường dài nhất mà con người từng bay trong chuyến bay vũ trụ có người lái.
Nhiệm vụ này ban đầu được lên kế hoạch vào năm 2024, nhưng đã bị hoãn nhiều lần vì lý do kỹ thuật. Mục tiêu cốt lõi của nhiệm vụ này là thử nghiệm toàn diện tàu vũ trụ có người lái Orion thế hệ tiếp theo và Hệ thống Phóng Tàu Vũ trụ (Space Launch System).Sứ mệnh này sẽ chứng minh hiệu suất toàn diện của tên lửa đẩy hạng nặng SLS trong không gian sâu, đặc biệt là xác minh độ tin cậy của các hệ thống hỗ trợ sự sống, kiểm soát môi trường và liên lạc quan trọng của tàu vũ trụ trong các sứ mệnh dài hạn. Thành công của sứ mệnh này sẽ đặt nền tảng công nghệ và vận hành không thể thiếu cho các cuộc đổ bộ có người lái lên Mặt Trăng trong tương lai, việc thiết lập một căn cứ bền vững trên Mặt Trăng, và cuối cùng là một cuộc đổ bộ thành công lên Sao Hỏa.
Phi hành đoàn đa dạng
Phi hành đoàn của sứ mệnh Artemis 2 gồm bốn phi hành gia. Chỉ huy là phi hành gia người Mỹ giàu kinh nghiệm Reed Wiseman, và phi công Victor Glover sẽ trở thành phi hành gia người Mỹ gốc Phi đầu tiên bay qua Mặt Trăng. Chuyên gia sứ mệnh Christina Koch, với kinh nghiệm bay vào vũ trụ phá kỷ lục, sẽ trở thành người phụ nữ đầu tiên bay quanh Mặt Trăng, trong khi Jeremy Hansen đến từ Canada, đại diện cho các đối tác quốc tế, chuẩn bị trở thành phi hành gia không phải người Mỹ đầu tiên bay vào quỹ đạo Trái Đất tầm thấp.
Dự án ArtemisDự án VS Apollo
Chương trình Artemis tương tự như chương trình đổ bộ lên Mặt Trăng Apollo của thế kỷ trước. Đây là một chương trình du hành vũ trụ có người lái do Hoa Kỳ khởi xướng, chủ yếu bao gồm Hệ thống Phóng Không gian (SLS) và tàu vũ trụ Orion.Dự án này bao gồm một trạm vũ trụ trên quỹ đạo Mặt Trăng và một hệ thống đổ bộ lên Mặt Trăng thương mại (tàu Starship của SpaceX là một ứng cử viên hàng đầu), với mục tiêu cuối cùng là đưa các phi hành gia trở lại Mặt Trăng, thiết lập một căn cứ lâu dài trên Mặt Trăng, và thậm chí mở đường cho các sứ mệnh có người lái đến Sao Hỏa trong tương lai.
Trong thần thoại Hy Lạp, Apollo, thần mặt trời, và Artemis, nữ thần mặt trăng, là con của Zeus và Leto . Apollo là một vị thần đa tài, trong khi em gái ông, Artemis, nữ thần mặt trăng, thường đi săn trong rừng và núi cùng các tiên nữ của mình, tay cầm cung tên. Do đó, Dự án Artemis mang nhiều nét tương đồng với Dự án Apollo, khiến nó trở thành một cái tên phù hợp hơn cho chương trình thám hiểm mặt trăng.
Chúng ta biết rằng từ năm 1969 đến năm 1972, chương trình Apollo đã thực hiện thành công sáu lần đổ bộ lên Mặt Trăng có người lái, đưa 12 phi hành gia lên bề mặt Mặt Trăng. Kể từ lần đổ bộ lên Mặt Trăng của tàu Apollo 17 năm 1972, trong suốt nửa thế kỷ, con người chưa từng đặt chân lên bề mặt Mặt Trăng ngoại trừ các tàu thăm dò không người lái. Do đó, mục tiêu ban đầu của chương trình Artemis là đưa các phi hành gia trở lại Mặt Trăng và chấm dứt "khoảng trống" nửa thế kỷ trong lịch sử đổ bộ lên Mặt Trăng của con người.
Nếu mục đích chính của chương trình Apollo là thăm Mặt Trăng, thì chương trình Artemis tập trung hơn vào nghiên cứu khoa học và thám hiểm Mặt Trăng. Tuy nhiên, chương trình trở lại Mặt Trăng của Hoa Kỳ đã liên tục bị trì hoãn, không khá hơn là bao so với kính viễn vọng Webb tai tiếng, vốn cũng gặp phải nhiều sự chậm trễ.
Chương trình Artemis đưa người lái trở lại Mặt Trăng theo bốn bước.
Chương trình Artemis của NASA sử dụng phương pháp tiếp cận theo từng giai đoạn, nhằm mục tiêu đưa con người trở lại Mặt Trăng một cách an toàn và hiệu quả.
Bước đầu tiên là sứ mệnh Artemis 1, hoàn thành vào năm 2022. Đây là một cuộc thử nghiệm thành công tàu quỹ đạo Mặt Trăng không người lái, đã xác nhận hiệu suất hoạt động chính của tên lửa Hệ thống Phóng Không gian (SLS) và tàu vũ trụ Orion.
Bước thứ hai là sứ mệnh Artemis 2, dự kiến thực hiện vào năm 2026, sẽ đưa bốn phi hành gia bay ngang qua Mặt Trăng trong khoảng 10 ngày. Đây sẽ là lần đầu tiên con người tiến vào không gian sâu kể từ kỷ nguyên Apollo.
Bước thứ ba là sứ mệnh Artemis 3 vào năm 2027, sẽ được điều chỉnh để kiểm chứng các công nghệ then chốt như việc ghép nối tàu vũ trụ và tàu đổ bộ trên quỹ đạo Trái đất tầm thấp, nhằm chuẩn bị cho cuộc đổ bộ cuối cùng lên Mặt trăng.
Bước thứ tư, và là một cột mốc quan trọng trong kế hoạch, là sứ mệnh Artemis 4, dự kiến diễn ra vào năm 2028. Sứ mệnh này sẽ thực hiện cuộc đổ bộ có người lái lên Mặt Trăng đầu tiên kể từ năm 1972, với mục tiêu là cực nam của Mặt Trăng.
Bốn bước này tạo thành một quy trình hoàn chỉnh để xác minh công nghệ và triển khai nhiệm vụ, từ thử nghiệm không người lái đến quỹ đạo mặt trăng có người lái và cuối cùng là hạ cánh.
Artemis số 1 đấu với Artemis số 2
Artemis 1 và Artemis 2 khác biệt đáng kể về đường bay và thời gian thực hiện nhiệm vụ. Artemis 1 là một nhiệm vụ thử nghiệm không người lái được tiến hành vào năm 2022, với tàu vũ trụ Orion đi vào " quỹ đạo ngược tầm xa" ở khoảng cách xấp xỉ 64.000 km so với Mặt Trăng.(DRO), và hoạt động trên quỹ đạo đó trong khoảng 6 ngày, toàn bộ nhiệm vụ kéo dài khoảng 26 ngày.
Sứ mệnh Artemis 2 có người lái sẽ sử dụng quỹ đạo hình số tám tự quay trở lại. Sau khi bay qua phía xa của Mặt Trăng, tàu vũ trụ sẽ tự quay trở lại Trái Đất nhờ trọng lực mà không cần lực đẩy bổ sung. Toàn bộ sứ mệnh dự kiến kéo dài khoảng 10 ngày.
Do đó, Nhiệm vụ 1 tập trung vào việc xác minh hệ thống không người lái hoạt động trong thời gian dài và quãng đường dài, trong khi Nhiệm vụ 2 tập trung vào việc xác minh chuyến bay an toàn quanh quỹ đạo Mặt Trăng trong môi trường có người lái.
Tàu con thoi không gian "tái sinh": Tên lửa hạng nặng lên Mặt Trăng của Mỹ
Tên lửa được sử dụng cho sứ mệnh phóng này có tên là Block 1. Xét về hình dạng và màu sơn, nó thực chất là một phiên bản cải tiến của Tàu con thoi không gian. Các động cơ đẩy nhiên liệu rắn thon gọn ở hai bên và tầng lõi màu cam đều cho thấy ảnh hưởng của Tàu con thoi không gian.
Phần lõi của tên lửa Block 1 sử dụng hydro lỏng và oxy lỏng làm nhiên liệu, cùng loại nhiên liệu được lưu trữ trong các thùng nhiên liệu bên ngoài của tàu con thoi Space Shuttle. Động cơ cũng giống với động cơ được sử dụng trên tàu con thoi Space Shuttle (RS-25). Điểm khác biệt là tàu con thoi Space Shuttle có ba động cơ chính, trong khi phần lõi của tên lửa Block 1 có bốn động cơ chính.
Chúng ta biết rằng sự cháy của hydro và oxy giải phóng một lượng lớn năng lượng nhiệt, khiến nó trở thành nhiên liệu hóa học hiệu quả nhất hiện có cho tên lửa, có khả năng tạo ra xung lực riêng cao nhất. Tuy nhiên, hydro và oxy lỏng cũng đặt ra những thách thức đáng kể trong việc lưu trữ và vận chuyển. Điều quan trọng cần hiểu là oxy lỏng có điểm sôi là -183 độ C, trong khi hydro lỏng có điểm sôi thậm chí còn đáng kinh ngạc hơn là -253 độ C, chỉ cao hơn 20 độ so với độ không tuyệt đối (nhiệt độ tuyệt đối là -273 độ C). Do đó, việc tiếp nhiên liệu chỉ bắt đầu gần thời điểm phóng. Ngược lại, nhiên liệu rắn linh hoạt hơn nhiều và có thể được chuẩn bị trước.
Tàu con thoi không gian có hai tên lửa nhiên liệu rắn lớn ở mỗi bên, cung cấp phần lớn lực đẩy trong quá trình phóng. Tương tự, tên lửa Block 1 cũng có hai tên lửa nhiên liệu rắn ở mỗi bên, dài hơn một chút so với tên lửa của tàu con thoi không gian, nhưng có lực đẩy tương đương. Các tính toán cho thấy hai tên lửa nhiên liệu rắn này đã cung cấp 75% lực đẩy của tên lửa Block 1 trong quá trình phóng.
Dữ liệu kỹ thuật cho thấy nhiên liệu động cơ tên lửa rắn tương đối phức tạp: chất oxy hóa, thường là amoni perclorat, cũng bao gồm kali, natri và lithi perclorat, cũng như amoni nitrat, kali, natri và lithi; nhiên liệu kim loại, thường là nhôm, đặc biệt là bột nhôm siêu mịn, cũng bao gồm hydro, cacbon, lithi, berili, bo và magie; và chất kết dính, liên kết các hạt chất oxy hóa và nhiên liệu kim loại lại với nhau để tạo thành một ma trận đàn hồi và cung cấp các nguyên tố nhiên liệu như cacbon (C) và hydro (H) cho quá trình đốt cháy. Ví dụ bao gồm polyvinyl clorua (PVC), polyuretan và polybutadien.
Tên lửa Mặt Trăng Block 1 mới so với tên lửa Saturn V
Hệ thống phóng không gian (SLS) là hệ thống vận chuyển tên lửa hạng nặng có khả năng mở rộng thế hệ tiếp theo của NASA, được phát triển từ năm 2011. Trong thập kỷ qua, thiết kế đã trải qua nhiều lần sửa đổi, với phiên bản mới nhất là: phiên bản đầu tiên, Block 1; phiên bản thứ hai, Block 1B; và phiên bản thứ ba, Block 2.
Tên lửa Block 1 được sử dụng cho ba sứ mệnh Artemis đầu tiên, phiên bản Block 1B mạnh mẽ hơn được sử dụng cho năm sứ mệnh tiếp theo, và cuối cùng, phiên bản Block 2 mạnh nhất được phát triển. Ba phiên bản tên lửa này sử dụng cùng cấu trúc tầng lõi, chỉ khác nhau ở những nâng cấp cho tầng trên và các động cơ đẩy nhiên liệu rắn. Dưới đây, chúng ta so sánh các thông số của tên lửa Mặt Trăng Block 1 và tên lửa Saturn V:
Tên lửa Mặt Trăng Block 1 cao 98 mét, nặng 2.500 tấn, có lực đẩy cất cánh 39.100 kN (tương đương gần 4.000 tấn lực đẩy), khả năng mang tải trọng 95 tấn lên quỹ đạo Trái Đất tầm thấp và 27 tấn lên quỹ đạo chuyển tiếp Mặt Trăng.
Tên lửa Saturn V cao 110 mét, nặng 2.800 tấn và có lực đẩy khi cất cánh là 34.500 kN (tương đương 3.520 tấn lực đẩy). Các phiên bản đầu tiên có khả năng mang tải trọng 118 tấn lên quỹ đạo Trái đất tầm thấp và 41 tấn lên quỹ đạo chuyển tiếp lên Mặt Trăng.
Sau đó, tên lửa Saturn V, thực hiện các sứ mệnh Apollo 15, Apollo 16 và Apollo 17, đã tăng khả năng mang tải trọng lên quỹ đạo Trái Đất tầm thấp lên đến con số đáng kinh ngạc 140 tấn! Khả năng mang tải trọng lên quỹ đạo chuyển tiếp Trái Đất - Mặt Trăng cũng được tăng lên 43,5 tấn! Với khả năng mang tải trọng mạnh mẽ này, ba lần đổ bộ lên Mặt Trăng gần đây nhất cũng đã đưa các robot thám hiểm Mặt Trăng lên bề mặt.
Chỉ xét riêng các thông số trên, tên lửa Saturn V, ngoại trừ lực đẩy thấp hơn so với phiên bản Block 1, gần như hoàn toàn vượt trội so với đối thủ, trở thành một sản phẩm vượt thời đại – một sự tôn vinh thực sự dành cho Saturn V! Tuy nhiên, xét từ các khía cạnh khác, sau hơn 50 năm phát triển công nghệ, Block 1 lại vượt trội hơn Saturn V ở nhiều chi tiết, đặc biệt là hệ thống máy tính và truyền tải thông tin. Với sự nâng cấp và cải tiến tên lửa trong hệ thống phóng vào không gian, tên lửa Block 2, sau quá trình phát triển, đã vượt trội hơn Saturn V trên mọi phương diện.
Orion so với Apollo
Tàu vũ trụ Orion có vẻ ngoài tương tự như tàu vũ trụ Apollo, nhưng Orion là một sự nâng cấp toàn diện về kích thước, công nghệ và mục tiêu nhiệm vụ. Khoang lái của Orion có kích thước gần gấp đôi khoang chỉ huy của Apollo và có thể chở từ bốn đến sáu phi hành gia, trong khi Apollo chỉ có thể chứa tối đa ba người.
Về hệ thống năng lượng, Orion sử dụng các tấm pin mặt trời để cung cấp năng lượng liên tục, hỗ trợ các nhiệm vụ thám hiểm không gian sâu kéo dài hơn, trong khi Apollo dựa vào các pin nhiên liệu có hạn. Điểm đột phá chính của Orion nằm ở khả năng tái sử dụng; tấm chắn nhiệt và các bộ phận khác có thể thay thế được, và dự kiến nó sẽ thực hiện khoảng 10 nhiệm vụ, giảm đáng kể chi phí, trong khi tàu vũ trụ Apollo chỉ sử dụng một lần.
Hơn nữa, Orion sở hữu hệ thống ghép nối tự động tiên tiến hơn và sức mạnh tính toán vượt trội, với tốc độ xử lý máy tính nhanh hơn hàng nghìn lần so với Apollo. Về phương pháp trở về, Orion được thiết kế để hạ cánh trên đất liền (như ở sa mạc) bằng dù hoặc hạ cánh xuống nước, mang lại sự linh hoạt và an toàn cao hơn, trong khi tàu vũ trụ Apollo chỉ có thể hạ cánh xuống biển.
Nhìn chung, Orion là tàu vũ trụ đa năng được thiết kế cho việc thám hiểm không gian sâu một cách bền vững (bao gồm cả Mặt Trăng và Sao Hỏa), trong khi Apollo là sản phẩm của một thời kỳ lịch sử cụ thể được thiết kế cho cuộc chạy đua lên Mặt Trăng.
Trung Quốc có kế hoạch thực hiện cuộc đổ bộ có người lái lên Mặt Trăng vào năm 2030.
Mới đây, Văn phòng Kỹ thuật Không gian Có người lái Trung Quốc đã chính thức tuyên bố rằng Trung Quốc có kế hoạch thực hiện chuyến đổ bộ lên Mặt Trăng đầu tiên của người Trung Quốc vào năm 2030. Mục tiêu đầy tham vọng này sẽ dựa vào phương tiện phóng có người lái thế hệ mới (Long March 10). Các hệ thống trọng điểm bao gồm tàu vũ trụ có người lái thế hệ mới, tàu đổ bộ Mặt Trăng và bộ đồ du hành Mặt Trăng. Hiện tại, tên lửa Trường Chinh 10 đã bước vào giai đoạn phát triển nguyên mẫu vào tháng 7/2024, và phương tiện thử nghiệm tàu vũ trụ có người lái thế hệ mới đã hoàn thành thành công chuyến bay thử nghiệm đầu tiên vào năm 2020. Việc phát triển từng hệ thống đang tiến triển thuận lợi.
Trong khi đó, những tiến bộ đáng kể đã đạt được trong việc phát triển tên lửa đẩy hạng nặng (Long March 9), vốn sẽ phục vụ cho những mục tiêu xa hơn. Thiết kế ý tưởng và những đột phá công nghệ quan trọng đang được tiến hành đồng thời, và nó sẽ được sử dụng cho việc đưa người lên Mặt Trăng, xây dựng trạm nghiên cứu trên Mặt Trăng, và thậm chí cả các nhiệm vụ thám hiểm không gian sâu xa hơn trong tương lai.
Về thám hiểm Mặt Trăng không người lái, giai đoạn thứ tư của chương trình thám hiểm Mặt Trăng đang tiến triển đều đặn. Mục tiêu cốt lõi của chương trình là tiến hành thám hiểm khoa học tại cực nam Mặt Trăng và bước đầu thiết lập một trạm nghiên cứu Mặt Trăng quốc tế. Chương trình sẽ được thực hiện trong ba sứ mệnh: Chang'e 6 dự kiến phóng vào năm 2024 để thu thập mẫu vật từ phía xa của Mặt Trăng và trở về; Chang'e 7 dự kiến phóng vào năm 2026 để tiến hành thám hiểm chính xác cao môi trường và tài nguyên tại cực nam Mặt Trăng; và Chang'e 8 dự kiến phóng vào năm 2028 để tiến hành xác minh công nghệ trọng điểm như khai thác tài nguyên Mặt Trăng tại chỗ. Ba sứ mệnh này sẽ tạo nên cấu trúc cơ bản của trạm nghiên cứu Mặt Trăng, đặt nền móng vững chắc cho các cuộc đổ bộ lên Mặt Trăng có người lái và lưu trú dài hạn.
Sự hứng thú toàn cầu đối với việc khám phá Mặt Trăng đang tăng vọt.
Trong những năm gần đây, các chương trình thám hiểm Mặt Trăng trên toàn thế giới đã cho thấy những sự khác biệt và đột phá đáng kể. Chương trình đổ bộ lên Mặt Trăng có người lái của Nga đã chuyển sang một con đường công nghệ không chắc chắn do việc đình chỉ dự án tên lửa hạng nặng của nước này. Mặt khác, Ấn Độ đã thực hiện thành công cuộc hạ cánh mềm lên Mặt Trăng vào tháng 8 năm 2023 với sứ mệnh Chandrayaan-3, trở thành quốc gia đầu tiên đặt chân lên cực nam Mặt Trăng và vươn lên dẫn đầu trong lĩnh vực thám hiểm Mặt Trăng.
Trong khi đó, mạng lưới hợp tác quốc tế xoay quanh chương trình Artemis của Mỹ đã mở rộng nhanh chóng, với hơn 40 quốc gia đã ký kết Hiệp định Artemis. Nhật Bản, Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất và các quốc gia khác cũng tích cực tham gia bằng cách phóng các tàu thăm dò một cách độc lập hoặc hợp tác với các quốc gia khác. Hoạt động thám hiểm Mặt Trăng toàn cầu đã phát triển từ một cuộc cạnh tranh giữa các quốc gia riêng lẻ thành một hoạt động không gian bình thường hóa với sự tham gia ở nhiều cấp độ và nhiều thực thể.
Mặt Trăng là thiên thể gần Trái Đất nhất. So với sự bao la của vũ trụ, Mặt Trăng giống như ngưỡng cửa nhà chúng ta. Lực hấp dẫn của nó chỉ bằng một phần sáu so với Trái Đất, và vận tốc thoát ly của tàu vũ trụ chỉ là 2,4 km/giây. Điều này khiến nó trở nên lý tưởng để phóng tàu vũ trụ vào không gian sâu và là bàn đạp cho sự khám phá của con người. Do đó, chúng ta háo hức chờ đợi sự thành công của các sứ mệnh lên Mặt Trăng do nhiều quốc gia thực hiện, với hy vọng một ngày nào đó sẽ được chứng kiến một thế giới nơi vô số tàu vũ trụ đua nhau đến Mặt Trăng. #ArtemisII
Sứ mệnh Artemis 2, một sứ mệnh bay quanh Mặt Trăng, được phóng từ Trung tâm Vũ trụ Kennedy tại Cape Canaveral. Sứ mệnh này dự kiến sẽ là một chuyến bay có người lái quanh Mặt Trăng kéo dài khoảng 10 ngày, đánh dấu lần đầu tiên con người trở lại quỹ đạo Mặt Trăng kể từ sứ mệnh Apollo 17 năm 1972.
Tàu vũ trụ sẽ sử dụng quỹ đạo quay tự do "hình số tám" độc đáo, bay quanh Trái Đất hai vòng sau khi phóng trước khi đi vào quỹ đạo chuyển tiếp lên Mặt Trăng vào ngày thứ Hai. Vào ngày thứ Sáu tuần này (giờ Mỹ), nó sẽ đạt đến điểm cận nhật của Mặt Trăng, ở khoảng cách vài nghìn đến 10000 km so với bề mặt Mặt Trăng, trong thời gian đó nó sẽ bay qua phía xa của Mặt Trăng và trải qua khoảng 30-50 phút gián đoạn liên lạc. Sau đó, tàu vũ trụ sẽ tận dụng hiệu ứng "cần cẩu" trọng lực của Mặt Trăng tăng tốc và bắt đầu hành trình trở về Trái Đất.
Điểm xa nhất của toàn bộ đường bay sẽ cách Trái Đất khoảng 470.000 km, lập kỷ lục mới về quãng đường dài nhất mà con người từng bay trong chuyến bay vũ trụ có người lái.
Nhiệm vụ này ban đầu được lên kế hoạch vào năm 2024, nhưng đã bị hoãn nhiều lần vì lý do kỹ thuật. Mục tiêu cốt lõi của nhiệm vụ này là thử nghiệm toàn diện tàu vũ trụ có người lái Orion thế hệ tiếp theo và Hệ thống Phóng Tàu Vũ trụ (Space Launch System).Sứ mệnh này sẽ chứng minh hiệu suất toàn diện của tên lửa đẩy hạng nặng SLS trong không gian sâu, đặc biệt là xác minh độ tin cậy của các hệ thống hỗ trợ sự sống, kiểm soát môi trường và liên lạc quan trọng của tàu vũ trụ trong các sứ mệnh dài hạn. Thành công của sứ mệnh này sẽ đặt nền tảng công nghệ và vận hành không thể thiếu cho các cuộc đổ bộ có người lái lên Mặt Trăng trong tương lai, việc thiết lập một căn cứ bền vững trên Mặt Trăng, và cuối cùng là một cuộc đổ bộ thành công lên Sao Hỏa.
Phi hành đoàn đa dạng
Phi hành đoàn của sứ mệnh Artemis 2 gồm bốn phi hành gia. Chỉ huy là phi hành gia người Mỹ giàu kinh nghiệm Reed Wiseman, và phi công Victor Glover sẽ trở thành phi hành gia người Mỹ gốc Phi đầu tiên bay qua Mặt Trăng. Chuyên gia sứ mệnh Christina Koch, với kinh nghiệm bay vào vũ trụ phá kỷ lục, sẽ trở thành người phụ nữ đầu tiên bay quanh Mặt Trăng, trong khi Jeremy Hansen đến từ Canada, đại diện cho các đối tác quốc tế, chuẩn bị trở thành phi hành gia không phải người Mỹ đầu tiên bay vào quỹ đạo Trái Đất tầm thấp.
Dự án ArtemisDự án VS Apollo
Chương trình Artemis tương tự như chương trình đổ bộ lên Mặt Trăng Apollo của thế kỷ trước. Đây là một chương trình du hành vũ trụ có người lái do Hoa Kỳ khởi xướng, chủ yếu bao gồm Hệ thống Phóng Không gian (SLS) và tàu vũ trụ Orion.Dự án này bao gồm một trạm vũ trụ trên quỹ đạo Mặt Trăng và một hệ thống đổ bộ lên Mặt Trăng thương mại (tàu Starship của SpaceX là một ứng cử viên hàng đầu), với mục tiêu cuối cùng là đưa các phi hành gia trở lại Mặt Trăng, thiết lập một căn cứ lâu dài trên Mặt Trăng, và thậm chí mở đường cho các sứ mệnh có người lái đến Sao Hỏa trong tương lai.
Trong thần thoại Hy Lạp, Apollo, thần mặt trời, và Artemis, nữ thần mặt trăng, là con của Zeus và Leto . Apollo là một vị thần đa tài, trong khi em gái ông, Artemis, nữ thần mặt trăng, thường đi săn trong rừng và núi cùng các tiên nữ của mình, tay cầm cung tên. Do đó, Dự án Artemis mang nhiều nét tương đồng với Dự án Apollo, khiến nó trở thành một cái tên phù hợp hơn cho chương trình thám hiểm mặt trăng.
Chúng ta biết rằng từ năm 1969 đến năm 1972, chương trình Apollo đã thực hiện thành công sáu lần đổ bộ lên Mặt Trăng có người lái, đưa 12 phi hành gia lên bề mặt Mặt Trăng. Kể từ lần đổ bộ lên Mặt Trăng của tàu Apollo 17 năm 1972, trong suốt nửa thế kỷ, con người chưa từng đặt chân lên bề mặt Mặt Trăng ngoại trừ các tàu thăm dò không người lái. Do đó, mục tiêu ban đầu của chương trình Artemis là đưa các phi hành gia trở lại Mặt Trăng và chấm dứt "khoảng trống" nửa thế kỷ trong lịch sử đổ bộ lên Mặt Trăng của con người.
Nếu mục đích chính của chương trình Apollo là thăm Mặt Trăng, thì chương trình Artemis tập trung hơn vào nghiên cứu khoa học và thám hiểm Mặt Trăng. Tuy nhiên, chương trình trở lại Mặt Trăng của Hoa Kỳ đã liên tục bị trì hoãn, không khá hơn là bao so với kính viễn vọng Webb tai tiếng, vốn cũng gặp phải nhiều sự chậm trễ.
Chương trình Artemis đưa người lái trở lại Mặt Trăng theo bốn bước.
Chương trình Artemis của NASA sử dụng phương pháp tiếp cận theo từng giai đoạn, nhằm mục tiêu đưa con người trở lại Mặt Trăng một cách an toàn và hiệu quả.
Bước đầu tiên là sứ mệnh Artemis 1, hoàn thành vào năm 2022. Đây là một cuộc thử nghiệm thành công tàu quỹ đạo Mặt Trăng không người lái, đã xác nhận hiệu suất hoạt động chính của tên lửa Hệ thống Phóng Không gian (SLS) và tàu vũ trụ Orion.
Bước thứ hai là sứ mệnh Artemis 2, dự kiến thực hiện vào năm 2026, sẽ đưa bốn phi hành gia bay ngang qua Mặt Trăng trong khoảng 10 ngày. Đây sẽ là lần đầu tiên con người tiến vào không gian sâu kể từ kỷ nguyên Apollo.
Bước thứ ba là sứ mệnh Artemis 3 vào năm 2027, sẽ được điều chỉnh để kiểm chứng các công nghệ then chốt như việc ghép nối tàu vũ trụ và tàu đổ bộ trên quỹ đạo Trái đất tầm thấp, nhằm chuẩn bị cho cuộc đổ bộ cuối cùng lên Mặt trăng.
Bước thứ tư, và là một cột mốc quan trọng trong kế hoạch, là sứ mệnh Artemis 4, dự kiến diễn ra vào năm 2028. Sứ mệnh này sẽ thực hiện cuộc đổ bộ có người lái lên Mặt Trăng đầu tiên kể từ năm 1972, với mục tiêu là cực nam của Mặt Trăng.
Bốn bước này tạo thành một quy trình hoàn chỉnh để xác minh công nghệ và triển khai nhiệm vụ, từ thử nghiệm không người lái đến quỹ đạo mặt trăng có người lái và cuối cùng là hạ cánh.
Artemis số 1 đấu với Artemis số 2
Artemis 1 và Artemis 2 khác biệt đáng kể về đường bay và thời gian thực hiện nhiệm vụ. Artemis 1 là một nhiệm vụ thử nghiệm không người lái được tiến hành vào năm 2022, với tàu vũ trụ Orion đi vào " quỹ đạo ngược tầm xa" ở khoảng cách xấp xỉ 64.000 km so với Mặt Trăng.(DRO), và hoạt động trên quỹ đạo đó trong khoảng 6 ngày, toàn bộ nhiệm vụ kéo dài khoảng 26 ngày.
Sứ mệnh Artemis 2 có người lái sẽ sử dụng quỹ đạo hình số tám tự quay trở lại. Sau khi bay qua phía xa của Mặt Trăng, tàu vũ trụ sẽ tự quay trở lại Trái Đất nhờ trọng lực mà không cần lực đẩy bổ sung. Toàn bộ sứ mệnh dự kiến kéo dài khoảng 10 ngày.
Do đó, Nhiệm vụ 1 tập trung vào việc xác minh hệ thống không người lái hoạt động trong thời gian dài và quãng đường dài, trong khi Nhiệm vụ 2 tập trung vào việc xác minh chuyến bay an toàn quanh quỹ đạo Mặt Trăng trong môi trường có người lái.
Tàu con thoi không gian "tái sinh": Tên lửa hạng nặng lên Mặt Trăng của Mỹ
Tên lửa được sử dụng cho sứ mệnh phóng này có tên là Block 1. Xét về hình dạng và màu sơn, nó thực chất là một phiên bản cải tiến của Tàu con thoi không gian. Các động cơ đẩy nhiên liệu rắn thon gọn ở hai bên và tầng lõi màu cam đều cho thấy ảnh hưởng của Tàu con thoi không gian.
Phần lõi của tên lửa Block 1 sử dụng hydro lỏng và oxy lỏng làm nhiên liệu, cùng loại nhiên liệu được lưu trữ trong các thùng nhiên liệu bên ngoài của tàu con thoi Space Shuttle. Động cơ cũng giống với động cơ được sử dụng trên tàu con thoi Space Shuttle (RS-25). Điểm khác biệt là tàu con thoi Space Shuttle có ba động cơ chính, trong khi phần lõi của tên lửa Block 1 có bốn động cơ chính.
Chúng ta biết rằng sự cháy của hydro và oxy giải phóng một lượng lớn năng lượng nhiệt, khiến nó trở thành nhiên liệu hóa học hiệu quả nhất hiện có cho tên lửa, có khả năng tạo ra xung lực riêng cao nhất. Tuy nhiên, hydro và oxy lỏng cũng đặt ra những thách thức đáng kể trong việc lưu trữ và vận chuyển. Điều quan trọng cần hiểu là oxy lỏng có điểm sôi là -183 độ C, trong khi hydro lỏng có điểm sôi thậm chí còn đáng kinh ngạc hơn là -253 độ C, chỉ cao hơn 20 độ so với độ không tuyệt đối (nhiệt độ tuyệt đối là -273 độ C). Do đó, việc tiếp nhiên liệu chỉ bắt đầu gần thời điểm phóng. Ngược lại, nhiên liệu rắn linh hoạt hơn nhiều và có thể được chuẩn bị trước.
Tàu con thoi không gian có hai tên lửa nhiên liệu rắn lớn ở mỗi bên, cung cấp phần lớn lực đẩy trong quá trình phóng. Tương tự, tên lửa Block 1 cũng có hai tên lửa nhiên liệu rắn ở mỗi bên, dài hơn một chút so với tên lửa của tàu con thoi không gian, nhưng có lực đẩy tương đương. Các tính toán cho thấy hai tên lửa nhiên liệu rắn này đã cung cấp 75% lực đẩy của tên lửa Block 1 trong quá trình phóng.
Dữ liệu kỹ thuật cho thấy nhiên liệu động cơ tên lửa rắn tương đối phức tạp: chất oxy hóa, thường là amoni perclorat, cũng bao gồm kali, natri và lithi perclorat, cũng như amoni nitrat, kali, natri và lithi; nhiên liệu kim loại, thường là nhôm, đặc biệt là bột nhôm siêu mịn, cũng bao gồm hydro, cacbon, lithi, berili, bo và magie; và chất kết dính, liên kết các hạt chất oxy hóa và nhiên liệu kim loại lại với nhau để tạo thành một ma trận đàn hồi và cung cấp các nguyên tố nhiên liệu như cacbon (C) và hydro (H) cho quá trình đốt cháy. Ví dụ bao gồm polyvinyl clorua (PVC), polyuretan và polybutadien.
Tên lửa Mặt Trăng Block 1 mới so với tên lửa Saturn V
Hệ thống phóng không gian (SLS) là hệ thống vận chuyển tên lửa hạng nặng có khả năng mở rộng thế hệ tiếp theo của NASA, được phát triển từ năm 2011. Trong thập kỷ qua, thiết kế đã trải qua nhiều lần sửa đổi, với phiên bản mới nhất là: phiên bản đầu tiên, Block 1; phiên bản thứ hai, Block 1B; và phiên bản thứ ba, Block 2.
Tên lửa Block 1 được sử dụng cho ba sứ mệnh Artemis đầu tiên, phiên bản Block 1B mạnh mẽ hơn được sử dụng cho năm sứ mệnh tiếp theo, và cuối cùng, phiên bản Block 2 mạnh nhất được phát triển. Ba phiên bản tên lửa này sử dụng cùng cấu trúc tầng lõi, chỉ khác nhau ở những nâng cấp cho tầng trên và các động cơ đẩy nhiên liệu rắn. Dưới đây, chúng ta so sánh các thông số của tên lửa Mặt Trăng Block 1 và tên lửa Saturn V:
Tên lửa Mặt Trăng Block 1 cao 98 mét, nặng 2.500 tấn, có lực đẩy cất cánh 39.100 kN (tương đương gần 4.000 tấn lực đẩy), khả năng mang tải trọng 95 tấn lên quỹ đạo Trái Đất tầm thấp và 27 tấn lên quỹ đạo chuyển tiếp Mặt Trăng.
Tên lửa Saturn V cao 110 mét, nặng 2.800 tấn và có lực đẩy khi cất cánh là 34.500 kN (tương đương 3.520 tấn lực đẩy). Các phiên bản đầu tiên có khả năng mang tải trọng 118 tấn lên quỹ đạo Trái đất tầm thấp và 41 tấn lên quỹ đạo chuyển tiếp lên Mặt Trăng.
Sau đó, tên lửa Saturn V, thực hiện các sứ mệnh Apollo 15, Apollo 16 và Apollo 17, đã tăng khả năng mang tải trọng lên quỹ đạo Trái Đất tầm thấp lên đến con số đáng kinh ngạc 140 tấn! Khả năng mang tải trọng lên quỹ đạo chuyển tiếp Trái Đất - Mặt Trăng cũng được tăng lên 43,5 tấn! Với khả năng mang tải trọng mạnh mẽ này, ba lần đổ bộ lên Mặt Trăng gần đây nhất cũng đã đưa các robot thám hiểm Mặt Trăng lên bề mặt.
Chỉ xét riêng các thông số trên, tên lửa Saturn V, ngoại trừ lực đẩy thấp hơn so với phiên bản Block 1, gần như hoàn toàn vượt trội so với đối thủ, trở thành một sản phẩm vượt thời đại – một sự tôn vinh thực sự dành cho Saturn V! Tuy nhiên, xét từ các khía cạnh khác, sau hơn 50 năm phát triển công nghệ, Block 1 lại vượt trội hơn Saturn V ở nhiều chi tiết, đặc biệt là hệ thống máy tính và truyền tải thông tin. Với sự nâng cấp và cải tiến tên lửa trong hệ thống phóng vào không gian, tên lửa Block 2, sau quá trình phát triển, đã vượt trội hơn Saturn V trên mọi phương diện.
Orion so với Apollo
Tàu vũ trụ Orion có vẻ ngoài tương tự như tàu vũ trụ Apollo, nhưng Orion là một sự nâng cấp toàn diện về kích thước, công nghệ và mục tiêu nhiệm vụ. Khoang lái của Orion có kích thước gần gấp đôi khoang chỉ huy của Apollo và có thể chở từ bốn đến sáu phi hành gia, trong khi Apollo chỉ có thể chứa tối đa ba người.
Về hệ thống năng lượng, Orion sử dụng các tấm pin mặt trời để cung cấp năng lượng liên tục, hỗ trợ các nhiệm vụ thám hiểm không gian sâu kéo dài hơn, trong khi Apollo dựa vào các pin nhiên liệu có hạn. Điểm đột phá chính của Orion nằm ở khả năng tái sử dụng; tấm chắn nhiệt và các bộ phận khác có thể thay thế được, và dự kiến nó sẽ thực hiện khoảng 10 nhiệm vụ, giảm đáng kể chi phí, trong khi tàu vũ trụ Apollo chỉ sử dụng một lần.
Hơn nữa, Orion sở hữu hệ thống ghép nối tự động tiên tiến hơn và sức mạnh tính toán vượt trội, với tốc độ xử lý máy tính nhanh hơn hàng nghìn lần so với Apollo. Về phương pháp trở về, Orion được thiết kế để hạ cánh trên đất liền (như ở sa mạc) bằng dù hoặc hạ cánh xuống nước, mang lại sự linh hoạt và an toàn cao hơn, trong khi tàu vũ trụ Apollo chỉ có thể hạ cánh xuống biển.
Nhìn chung, Orion là tàu vũ trụ đa năng được thiết kế cho việc thám hiểm không gian sâu một cách bền vững (bao gồm cả Mặt Trăng và Sao Hỏa), trong khi Apollo là sản phẩm của một thời kỳ lịch sử cụ thể được thiết kế cho cuộc chạy đua lên Mặt Trăng.
Trung Quốc có kế hoạch thực hiện cuộc đổ bộ có người lái lên Mặt Trăng vào năm 2030.
Mới đây, Văn phòng Kỹ thuật Không gian Có người lái Trung Quốc đã chính thức tuyên bố rằng Trung Quốc có kế hoạch thực hiện chuyến đổ bộ lên Mặt Trăng đầu tiên của người Trung Quốc vào năm 2030. Mục tiêu đầy tham vọng này sẽ dựa vào phương tiện phóng có người lái thế hệ mới (Long March 10). Các hệ thống trọng điểm bao gồm tàu vũ trụ có người lái thế hệ mới, tàu đổ bộ Mặt Trăng và bộ đồ du hành Mặt Trăng. Hiện tại, tên lửa Trường Chinh 10 đã bước vào giai đoạn phát triển nguyên mẫu vào tháng 7/2024, và phương tiện thử nghiệm tàu vũ trụ có người lái thế hệ mới đã hoàn thành thành công chuyến bay thử nghiệm đầu tiên vào năm 2020. Việc phát triển từng hệ thống đang tiến triển thuận lợi.
Trong khi đó, những tiến bộ đáng kể đã đạt được trong việc phát triển tên lửa đẩy hạng nặng (Long March 9), vốn sẽ phục vụ cho những mục tiêu xa hơn. Thiết kế ý tưởng và những đột phá công nghệ quan trọng đang được tiến hành đồng thời, và nó sẽ được sử dụng cho việc đưa người lên Mặt Trăng, xây dựng trạm nghiên cứu trên Mặt Trăng, và thậm chí cả các nhiệm vụ thám hiểm không gian sâu xa hơn trong tương lai.
Về thám hiểm Mặt Trăng không người lái, giai đoạn thứ tư của chương trình thám hiểm Mặt Trăng đang tiến triển đều đặn. Mục tiêu cốt lõi của chương trình là tiến hành thám hiểm khoa học tại cực nam Mặt Trăng và bước đầu thiết lập một trạm nghiên cứu Mặt Trăng quốc tế. Chương trình sẽ được thực hiện trong ba sứ mệnh: Chang'e 6 dự kiến phóng vào năm 2024 để thu thập mẫu vật từ phía xa của Mặt Trăng và trở về; Chang'e 7 dự kiến phóng vào năm 2026 để tiến hành thám hiểm chính xác cao môi trường và tài nguyên tại cực nam Mặt Trăng; và Chang'e 8 dự kiến phóng vào năm 2028 để tiến hành xác minh công nghệ trọng điểm như khai thác tài nguyên Mặt Trăng tại chỗ. Ba sứ mệnh này sẽ tạo nên cấu trúc cơ bản của trạm nghiên cứu Mặt Trăng, đặt nền móng vững chắc cho các cuộc đổ bộ lên Mặt Trăng có người lái và lưu trú dài hạn.
Sự hứng thú toàn cầu đối với việc khám phá Mặt Trăng đang tăng vọt.
Trong những năm gần đây, các chương trình thám hiểm Mặt Trăng trên toàn thế giới đã cho thấy những sự khác biệt và đột phá đáng kể. Chương trình đổ bộ lên Mặt Trăng có người lái của Nga đã chuyển sang một con đường công nghệ không chắc chắn do việc đình chỉ dự án tên lửa hạng nặng của nước này. Mặt khác, Ấn Độ đã thực hiện thành công cuộc hạ cánh mềm lên Mặt Trăng vào tháng 8 năm 2023 với sứ mệnh Chandrayaan-3, trở thành quốc gia đầu tiên đặt chân lên cực nam Mặt Trăng và vươn lên dẫn đầu trong lĩnh vực thám hiểm Mặt Trăng.
Trong khi đó, mạng lưới hợp tác quốc tế xoay quanh chương trình Artemis của Mỹ đã mở rộng nhanh chóng, với hơn 40 quốc gia đã ký kết Hiệp định Artemis. Nhật Bản, Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất và các quốc gia khác cũng tích cực tham gia bằng cách phóng các tàu thăm dò một cách độc lập hoặc hợp tác với các quốc gia khác. Hoạt động thám hiểm Mặt Trăng toàn cầu đã phát triển từ một cuộc cạnh tranh giữa các quốc gia riêng lẻ thành một hoạt động không gian bình thường hóa với sự tham gia ở nhiều cấp độ và nhiều thực thể.
Mặt Trăng là thiên thể gần Trái Đất nhất. So với sự bao la của vũ trụ, Mặt Trăng giống như ngưỡng cửa nhà chúng ta. Lực hấp dẫn của nó chỉ bằng một phần sáu so với Trái Đất, và vận tốc thoát ly của tàu vũ trụ chỉ là 2,4 km/giây. Điều này khiến nó trở nên lý tưởng để phóng tàu vũ trụ vào không gian sâu và là bàn đạp cho sự khám phá của con người. Do đó, chúng ta háo hức chờ đợi sự thành công của các sứ mệnh lên Mặt Trăng do nhiều quốc gia thực hiện, với hy vọng một ngày nào đó sẽ được chứng kiến một thế giới nơi vô số tàu vũ trụ đua nhau đến Mặt Trăng. #ArtemisII
