Trở về Trái Đất, Artemis II đối mặt với phần nguy hiểm nhất của sứ mệnh

[troopy]

Giai đoạn nguy hiểm nhất của chuyến bay Artermis II nằm ở chặng cuối: quá trình quay trở lại bầu khí quyển Trái Đất.


Tàu vũ trụ Orion của NASA hạ cánh xuống Thái Bình Dương vào tháng 12/2022 sau sứ mệnh Artemis I không người lái lên Mặt Trăng. Ảnh: Getty Images)

Các phi hành gia của sứ mệnh Artemis II đã đối mặt với nhiều rủi ro trong hành trình lên Mặt Trăng, từ áp lực cực lớn khi tên lửa cất cánh, tiêu thụ lượng nhiên liệu khổng lồ, đến việc di chuyển qua các vùng bức xạ nguy hiểm ngoài không gian. Tuy nhiên, theo các chuyên gia, giai đoạn nguy hiểm nhất của chuyến bay vẫn nằm ở chặng cuối: quá trình quay trở lại bầu khí quyển Trái Đất.

Theo đài CNN, khi tái nhập khí quyển, tàu vũ trụ sẽ lao vào lớp không khí dày đặc với vận tốc hơn 30 lần tốc độ âm thanh. Sự nén mạnh của các phân tử không khí tạo ra nhiệt độ cực cao, có thể lên tới hơn 2.760 độ C ở bề mặt bên ngoài tàu. Điều này đặt ra yêu cầu đặc biệt nghiêm ngặt đối với hệ thống bảo vệ nhiệt.

Phi hành gia Victor Glover cho biết ông đã đặc biệt quan tâm đến giai đoạn này ngay từ khi được giao nhiệm vụ. Theo ông, việc hạ cánh an toàn xuống đại dương không chỉ là điểm kết thúc hành trình mà còn là điều kiện để toàn bộ dữ liệu, hình ảnh và kết quả nghiên cứu được đưa trở lại Trái Đất. Ông nhấn mạnh rằng dù hành trình lên không gian đầy thử thách, việc trở về an toàn mới là yếu tố then chốt quyết định thành công của sứ mệnh.

Giới chuyên môn đánh giá tái nhập khí quyển luôn là một trong những giai đoạn rủi ro cao nhất của bất kỳ chuyến bay vũ trụ nào. Với Artemis II, thách thức này càng đáng chú ý khi liên quan đến một vấn đề kỹ thuật đã được phát hiện từ trước.

Sau chuyến bay thử nghiệm không người lái Artemis I vào năm 2022, các kỹ sư phát hiện tấm chắn nhiệt của tàu vũ trụ Orion xuất hiện các vết rỗ và nứt bất thường. Đây là bộ phận then chốt có nhiệm vụ bảo vệ tàu và phi hành đoàn khỏi nhiệt độ cực cao khi quay trở lại Trái Đất.

Mặc dù tàu Orion trong Artemis I đã trở về an toàn, các dấu hiệu hư hại đã làm dấy lên câu hỏi về độ bền và hiệu suất của vật liệu Avcoat được sử dụng chế tạo tấm chắn nhiệt. Các nhà khoa học cho rằng việc hiểu rõ cách vật liệu này phản ứng trong điều kiện khắc nghiệt là yếu tố sống còn đối với các sứ mệnh có người lái.

Các chuyên gia cảnh báo rằng nếu tấm chắn nhiệt bị nứt hoặc hư hỏng nghiêm trọng, hậu quả có thể mang tính thảm khốc. Trong giai đoạn tái nhập khí quyển, phi hành đoàn không có phương án thoát hiểm, đồng nghĩa với việc mọi sự cố đều có thể dẫn đến mất toàn bộ nhiệm vụ.

Trong sứ mệnh Artemis II, tàu Orion sử dụng tấm chắn nhiệt gần như tương tự phiên bản đã được dùng trong Artemis I. NASA thừa nhận thiết kế này chưa đạt mức tối ưu, song khẳng định vẫn đủ an toàn để đưa bốn phi hành gia gồm Reid Wiseman, Victor Glover, Christina Koch và Jeremy Hansen trở về Trái Đất.

Theo Phó quản lý chương trình của NASA Amit Kshatriya, cơ quan này đã dành hơn một năm để tiến hành điều tra, thử nghiệm và phân tích nhằm làm rõ nguyên nhân của các bất thường trên tấm chắn nhiệt. Ông cho biết các nhóm kỹ thuật hiện đã hiểu rõ hơn về giới hạn của hệ thống này cũng như cách bảo vệ phi hành đoàn trong những điều kiện khắc nghiệt nhất.

Tuy nhiên, ông cũng thừa nhận mức độ rủi ro vẫn rất cao. Khi tàu Orion lao vào khí quyển với vận tốc khoảng 25.000 dặm/giờ, tấm chắn nhiệt sẽ phải chịu toàn bộ tác động nhiệt và áp lực. Đồng thời, mọi hệ thống quan trọng như hỗ trợ sự sống, định vị, đẩy và liên lạc đều phụ thuộc vào việc tàu vượt qua an toàn giai đoạn cuối cùng này.

Một thách thức khác là việc không thể thay đổi thiết kế tấm chắn nhiệt cho Artemis II, do bộ phận này đã được lắp đặt từ trước khi hoàn tất các phân tích sau Artemis I. Điều này buộc NASA phải tìm kiếm các giải pháp thay thế nhằm giảm thiểu rủi ro.

Giải pháp được lựa chọn là điều chỉnh quỹ đạo tái nhập khí quyển. Nếu như Artemis I sử dụng phương pháp “nhảy vọt”, trong đó tàu lướt vào khí quyển rồi bật ra trước khi quay lại lần thứ hai, thì Artemis II sẽ áp dụng quỹ đạo bay cao hơn nhằm giảm tải nhiệt và hạn chế nguy cơ nứt vỡ.

Giám đốc chuyến bay Rick Henfling cho biết thay đổi này giúp tạo ra điều kiện gia nhiệt thuận lợi hơn, từ đó giảm áp lực lên tấm chắn nhiệt. Trong khi đó, ông Howard Hu, quản lý chương trình Orion, cho biết NASA sẽ tiến hành đánh giá chi tiết hiệu suất của tấm chắn nhiệt ngay sau khi tàu hạ cánh.

Theo kế hoạch, sau khi Orion hạ cánh xuống vùng biển ngoài khơi San Diego, các đội cứu hộ sẽ nhanh chóng tiếp cận phi hành đoàn. Đồng thời, một thợ lặn sẽ được triển khai để chụp ảnh tấm chắn nhiệt từ bên dưới, cung cấp những dữ liệu đầu tiên phục vụ công tác đánh giá kỹ thuật.

Mặc dù NASA bày tỏ sự tự tin, một số chuyên gia độc lập vẫn tỏ ra thận trọng. Tiến sĩ Charlie Camarda, cựu phi hành gia và chuyên gia về tấm chắn nhiệt, cho rằng việc đưa con người lên tàu trong khi tồn tại vấn đề đã biết là quyết định tiềm ẩn rủi ro.

Ông Camarda cho biết sau khi tham gia một cuộc họp tại trụ sở NASA và xem xét các dữ liệu liên quan, ông vẫn chưa bị thuyết phục rằng cơ quan này đã hiểu đầy đủ cơ chế hình thành và lan rộng của các vết nứt. Theo ông, nguy cơ các vết nứt phát triển trong điều kiện tái nhập khí quyển có thể dẫn đến sự cố nghiêm trọng.

Cùng quan điểm, một số cựu chuyên gia NASA khác, trong đó có các nhà nghiên cứu lâu năm về vật liệu bảo vệ nhiệt, đã ký tên vào thư gửi tới các cơ quan an toàn, bày tỏ lo ngại về mức độ sẵn sàng của Artemis II.

Trước những ý kiến trái chiều, NASA nhiều lần khẳng định an toàn là ưu tiên hàng đầu. Trong một tuyên bố, cơ quan này cho biết đã xem xét toàn diện mọi yếu tố liên quan đến tấm chắn nhiệt, đồng thời thừa nhận rằng quá trình phát triển và kiểm định công nghệ mới luôn đi kèm những mức độ không chắc chắn nhất định.

Các phi hành gia tham gia sứ mệnh cũng thể hiện sự tin tưởng vào các phân tích kỹ thuật và kế hoạch đã được điều chỉnh. Chỉ huy sứ mệnh Reid Wiseman nhấn mạnh rằng việc xác định được nguyên nhân gốc rễ của vấn đề là yếu tố then chốt giúp kiểm soát rủi ro.

Ông cho rằng với lộ trình tái nhập khí quyển mới, tấm chắn nhiệt sẽ hoạt động trong giới hạn an toàn. Dù vậy, toàn bộ sứ mệnh vẫn phụ thuộc vào khả năng vượt qua thành công những phút cuối cùng - giai đoạn được xem là khắc nghiệt và khó lường nhất của hành trình chinh phục không gian.

VietBF@sưu tập