Đầu tháng này, ta thấy 10 vệ tinh cubesat - vệ tinh hình lập phương giá rẻ với trọng lượng trên dưới 1 kg - được gửi lên quỹ đạo xung quanh Trái Đất. Với tổng số lượng gần 1.500 cubesat hiện đang trên không, việc đưa lên thêm 10 vệ tinh nữa có vẻ như chẳng nhằm nhò gì. Thế nhưng, sự kiện phóng vệ tinh này không tầm thường thế.
Thay vì bay từ mặt đất lên không, quả tên lửa mang trên mình những chiếc cubesat của NASA lại “đi nhờ” trên cánh một chiếc Boeing 747 đã được chỉnh sửa. Chiếc máy bay mang biệt danh Cosmic Girl - Cô gái Vũ trụ bay lên độ cao 11 km rồi tiến hành quăng quả tên lửa ra xa.
Đây là chuyến bay thành công đầu tiên của tên lửa LauncherOne của hãng Virgin Orbit, đánh dấu mốc đầu tiên trong nỗ lực bay tên lửa thương mại của hãng hàng không vũ trụ nhỏ. Công ty tới từ California này mong muốn cung cấp dịch vụ đưa vệ tinh lên không gian với giá rẻ và không cần bệ phóng mặt đất.
Nhưng làm thế nào mà họ phóng được tên lửa từ máy bay?
Thông thường, một quả tên lửa lên không từ những bãi phóng nằm trên mặt đất thường sẽ có từ hai đến ba khoang, tương ứng với từng ấy giai đoạn bay. Giai đoạn một bao gồm đốt nhiên liệu, cung cấp sức mạnh để tên lửa nhấc mình khỏi mặt đất. Khi đủ cao, khoang một sẽ tách ra và để khoang giữa nhận trách nhiệm đẩy tên lửa bay tiếp. Và ở giai đoạn cuối cùng, khi khoang giữa cũng tách ra, khoang phi hành gia/kiện hàng/đầu tên lửa sẽ tiếp tục bay vào không gian.
Trong quá trình phóng vệ tinh từ máy bay, một chiếc phi cơ sẽ đóng cùng lúc hai vai trò: bãi phóng và khoang đuôi của tên lửa. Máy bay dễ lên không hơn tên lửa nhiều, nhưng chúng không thể bay trong môi trường không trọng lực vì thiếu khí động lực học. Nhờ khả năng cất cánh dễ thực hiện và hiệu quả, máy bay có thể mang theo tên lửa và thả nó khi đạt đủ độ cao.
Việc phóng tên lửa này không chỉ tiết kiệm được nhiên liệu, mà còn không bị ảnh hưởng nhiều bởi yếu tố thời tiết. Máy bay mang tên lửa vũ trụ có thể cất cánh từ bất cứ sân bay thương mại nào, mà các sân bay cũng có thể đáp ứng những nhu cầu đặc biệt của những loại tên lửa nhất định.
Tuy nhiên, vẫn còn những giới hạn
Không có thứ gì hoàn hảo cả. Đầu tiên, khả năng tải của máy bay sẽ ảnh hưởng tới kích cỡ tên lửa.
Stratolaunch, nhà phát triển máy bay kích cỡ lớn với trọng tải lên tới 250 tấn, đã phải bỏ dự án này hồi 2019. Để tiện so sánh, tên lửa LauncherOne chỉ nặng 30 tấn và chỉ mang trên người những vệ tinh nhỏ cỡ cubesat.
Có thể việc phóng tên lửa ở độ cao 10 km sẽ tiết kiệm được nhiên liệu, nhưng đa số nhiên liệu được dùng trong việc đưa tàu lên quỹ đạo không dành cho việc bay lên cao, mà để hệ thống đạt tốc độ đủ nhanh để bay được vào quỹ đạo. Tốc độ máy bay có thể giúp tên lửa bay nhanh thêm chút đỉnh, nhưng số nhiên liệu tiết kiệm được không nhiều như dự kiến.
LauncherOne có kích cỡ khá khiêm tốn, chỉ có tải trọng 500kg hàng hóa lên quỹ đạo. Những hệ thống tên lửa lớn khác vốn xuất phát từ mặt đất vẫn sẽ được ưa chuộng hơn cách phóng tàu từ trên cao này.
Tuy vậy, những công ty muốn di chuyển liên hành tinh lại không phải khách hàng trọng tâm của Virgin Orbit. Họ sẽ chỉ chuyên phóng những vệ tinh nhỏ đang được rất nhiều công ty trong ngành công nghiệp không gian đầu tư phát triển. Với những công ty sở hữu nguồn quỹ không quá lớn, tiết kiệm được một chút nhiên liệu thôi cũng đã là quý.
Bước tiếp theo là gì?
Ý tưởng phóng tàu vũ trụ từ trên cao không mới. Hồi 1990, NASA đã từng phóng tên lửa Pegasus từ một chiếc B-52. Dự án dùng để phóng Pegasus vẫn tồn tại tới giờ và đã phóng thành công tổng cộng 39 chuyến. Tuy nhiên, giá thành mỗi chuyến bay vẫn cao và trong 10 năm qua, Pegasus chỉ 4 chuyến bay được thực hiện.
Trong tương lai gần, Virgin Orbit vẫn có cho mình một số hợp đồng nhất định. Trong tương lai xa, họ mong muốn biến LauncherOne thành một quả tên lửa ba giai đoạn, với mong muốn mang được những vệ tinh tầm trung nặng khoảng 50kg tới Sao Hỏa hay Sao Kim.
Kiện hàng của NASA mới lên không trong chuyến bay thành công của Virgin Orbit.
Hiện tại, ngành hàng không vũ trụ không để tâm nghiên cứu tới khả năng phóng tên lửa từ trên không. SpaceX bỏ phiên bản Falcon bay từ trên cao hồi 2012. Hệ thống phóng Pegasus đã không cất cánh từ 2019 tới nay.
Có công ty Reaction Engines tới từ Anh Quốc mong muốn thực hiện “dung hợp” máy bay và tàu không gian bằng động cơ SABRE, có khả năng hoạt động như động cơ phản lực trong bầu khí quyển và động cơ đốt nhiên liệu khi bay trong không gian. Tuy nhiên, dự án này chưa đạt thành quả gì và động cơ SABRE cũng chưa lên không lần nào.
Khi mà ngành hàng không vũ trụ ngày càng chuộng dịch vụ của các công ty tư, Virgin Orbit rất cần một chiến lược kinh doanh hợp lý để cạnh tranh trong thị trường rồi sẽ rất đông đúc. Hiện chưa ai có thể trở thành đối thủ trực tiếp của Virgin Orbit, và ta cũng phải chờ xem liệu cách thức phóng tên lửa tiết kiệm này có trở nên thịnh hành.
Theo TheNextWeb