Hình đồ họa mô phỏng Thiên Cung 3 khi đã thành hình trên quỹ đạo. Ảnh: CMSA

Từ việc Trung Quốc phóng thành công tàu vũ trụ có người lái: Nhân loại sắp vươn tới các vì sao?

VietTimes – Tàu vũ trụ có người lái là khởi đầu cho giấc mơ chinh phục các vì sao của nhân loại, và Trung Quốc đã đạt được cột mốc quan trọng trong việc hiện thực hóa giấc mơ này. 

Ngày 17/6, Trung Quốc phóng thành công tàu Thần Châu-12 lần đầu tiên đưa người lên trạm vụ trụ. Dự kiến, đến năm 2022, Trung Quốc sẽ hoàn tất việc xây dựng và đưa vào vận hành trạm không gian Thiên Cung nặng 100 tấn và có không gian tối đa cho 3 nhà khoa học làm việc lâu dài. Sau năm 2025, Thiên Cung sẽ trở thành trạm vũ trụ duy nhất trong không gian.

Tàu vũ trụ bay vào không gian đã trở thành chủ đề nóng gần đây. Trước đó, tỉ phú kiêm nhà sáng lập Amazon Jeff Bezos đã thông báo rằng ông sẽ cùng em trai thực hiện chuyến bay vào vũ trụ bằng chính thiết bị của công ty Blue Origin của ông. Một người chưa rõ danh tính đã giành được chiếc vé đầu tiên cùng Jeff Bezos bay vào vũ trụ, với số tiền 28 triệu USD.

Tàu vũ trụ có người lái là khởi đầu cho giấc mơ chinh phục các vì sao của nhân loại, nhưng nó vẫn còn rất xa vời với những người bình thường. Dù không thể tận mắt trải nghiệm, nhưng trên thực tế, chúng ta đã được hưởng lợi từ hàng không vũ trụ trong nhiều năm, trong số đó, vệ tinh là loại có tính bao trùm và thương mại hóa nhiều nhất.

Kể từ khi nhân loại phóng tên lửa đầu tiên vào vũ trụ vào tháng 6/1944, ước mơ "bay vào không gian" không ngừng được nâng cao, và có 3 mục đích khác nhau: mang vệ tinh, mang hàng hóa và mang theo người.

Vệ tinh là vùng đất của cạnh tranh thương mại

Con người đã nghĩ về việc bay vào không gian từ hàng nghìn năm nay, và sự ra đời của phương tiện phóng đã mang lại hy vọng cho giấc mơ này.

Phương tiện phóng ban đầu không vận chuyển con người, động vật hay bất kỳ hàng hóa nào mà là các vệ tinh nhân tạo. Sputnik 1, vệ tinh nhân tạo đầu tiên trên thế giới do Liên Xô chế tạo, đã đi vào quỹ đạo và đạt độ cao tối đa 947km vào ngày 4/10/1957. Liên Xô phóng Sputnik 1 được xem là sự kiện mở đầu kỷ nguyên chinh phục vũ trụ của loài người. Bốn tháng sau đó, Mỹ cũng đã phóng vệ tinh đầu tiên của họ, Explorer 1, vào tháng 1/1958.

Kể từ đó, nhân loại đã hiểu biết hơn về vũ trụ, vệ tinh viễn thám, vệ tinh dẫn đường và vệ tinh liên lạc lần lượt bay vào vũ trụ, tổ hợp tên lửa + vệ tinh cũng mang lại nguồn thu đáng kể với chi phí nghiên cứu và phát triển tên lửa khổng lồ.

Theo Hiệp hội Công nghiệp Vệ tinh Mỹ, ngành hàng không vũ trụ toàn cầu năm 2018 tiêu tốn hết 360 tỉ USD, và tổng doanh thu từ các ứng dụng vệ tinh đạt 277,4 tỉ USD.

Có thể nói, vệ tinh nhân tạo không chỉ trở thành chìa khóa để con người khám phá vũ trụ, mà còn là công cụ khám phá môi trường Trái đất và đáp ứng nhu cầu thông tin liên lạc.

Truyền hình và radio đã trở thành một phần tất yếu trong hoạt động giải trí hàng ngày của con người; thông tin vệ tinh đã rút ngắn khoảng cách giao tiếp của con người và trở thành phương tiện truyền âm thanh (hình ảnh) quan trọng nhất; đối với lĩnh vực viễn thám, chúng hầu hết được sử dụng trong khảo sát, bản đồ, khí tượng, ...

Tuy nhiên, phải nói rằng các quốc gia trên thế giới quan tâm nhất hiện nay, và thứ gần gũi nhất với mọi người trong tương lai là liên lạc vệ tinh, điều này cũng đã được các công ty khoa học và công nghệ Internet quan tâm trong những năm gần đây.

Từ việc Trung Quốc phóng thành công tàu vũ trụ có người lái: Nhân loại sắp vươn tới các vì sao? ảnh 1

Lấy "Tỉ phú chơi ngông nhất Thung lũng Silicon" - Elon Musk làm ví dụ. Là một phiên bản đời thực của Iron Man, người luôn xem xét mọi thứ từ "nguyên tắc đầu tiên", mục tiêu cuối cùng của công ty SpaceX là đưa con người lên vũ trụ và trở thành những công dân giữa các vì sao.

Nhưng để đạt được mục tiêu đầy tham vọng này, SpaceX phải tạo ra doanh thu để nghiên cứu và phát triển, vì vậy ngoài việc nhận đơn đặt hàng thương mại từ NASA, Elon Musk cũng bắt đầu thực hiện chương trình liên lạc vệ tinh quỹ đạo thấp StarLink.

Mục đích của Starlink được tóm tắt trong một câu: phóng vệ tinh lên bầu trời và cho phép con người truy cập Internet từ bất kỳ ngóc ngách nào trên Trái đất. Đối với ý tưởng táo bạo này, Motorola ngay từ thế kỷ trước đã triển khai kế hoạch Iridium. Tuy nhiên, do chi phí cao và công nghệ chưa trưởng thành, kế hoạch Iridium đã thất bại và kéo Motorola đi xuống. So với trước đây, kế hoạch Starlink của SpaceX có tính khả thi về công nghệ và quy mô thị trường trong tương lai.

Có thể bạn cho rằng hạ tầng mạng của chúng ta hiện nay rất tốt, nhấc điện thoại di động lên là có tín hiệu 5G, bật máy tính lên là có mạng cáp quang, tốc độ nhanh hơn mạng thông tin vệ tinh. Thật vậy, nếu chỉ đơn giản so sánh ở hầu hết các thành phố lớn thì tốc độ mạng và tín hiệu mạng sẽ tốt hơn nhiều so với vệ tinh trong không gian, nhưng từ góc độ toàn cầu, những nhận thức như vậy là sai lệch.

Sự sai lệch này ở chỗ, dù là các trạm gốc tín hiệu 5G hay cáp quang ngầm ngày nay thì chi phí đầu tư khá tốn kém, ví dụ như năm 2018, Google có kế hoạch đặt cáp quang dưới đáy biển Thái Bình Dương với chi phí 30 tỉ USD. Lý do để được hưởng các dịch vụ mạng giá rẻ là do chi phí của cáp quang được trải đều sau khi chúng được lắp đặt tại các thành phố đông dân cư.

Nhưng một khi bạn đến một khu vực dân cư thưa thớt hoặc vùng núi hẻo lánh, người dân thường sẽ không có cơ hội sử dụng mạng và các trạm thu phát tín hiệu 5G có thể không tồn tại ở những vùng này. Starlink hướng tới thị trường toàn cầu chứ không phải những người dùng sống ở thành phố đông đúc.

Ngày nay, ngày càng nhiều nhà khoa học và chuyên gia truyền thông tin rằng mặc dù Internet vệ tinh quỹ đạo thấp vẫn đang trong giai đoạn khám phá nhưng với sự tiến bộ của công nghệ thiết kế, chế tạo và phóng vệ tinh, nó chắc chắn sẽ trở thành một trong những hướng phát triển trong tương lai của vệ tinh truyền thông.

Starlink chỉ là một trong nhiều kế hoạch vệ tinh truyền thông. Hiện có hơn 20 kế hoạch tương tự trên thế giới, bao gồm Amazon, OneWeb và Airbus, tất cả đều có kế hoạch cạnh tranh cho thị trường này. Mặc dù độ cao quỹ đạo và dải tần của các vệ tinh do các công ty khác nhau phóng lên không giống nhau, số lượng vệ tinh quỹ đạo thấp trên Trái đất có hạn, chỉ có thể chứa khoảng 50.000 vệ tinh.

Nếu SpaceX phóng tổng cộng 42.000 vệ tinh theo kế hoạch, cộng với hơn 4.000 vệ tinh của OneWeb và Amazon, nguồn tài nguyên quỹ đạo vệ tinh để lại cho Trung Quốc sẽ rất khan hiếm và có thể nói là "một tấc đất tấc vàng".

Đưa con người lên bầu trời và bay đến các vì sao

Từ việc Trung Quốc phóng thành công tàu vũ trụ có người lái: Nhân loại sắp vươn tới các vì sao? ảnh 2
Tên lửa Falcon 9 mang tàu chở người Crew Dragon bay lên quỹ đạo hôm 31/5. Ảnh: Guardian.

Tiền đề đưa con người lên vũ trụ trước tiên phải vận chuyển hàng hóa. Ngay trên tàu vũ trụ chở hàng Thần Châu-2 được phóng vào ngày 30/5, lương thực và vật liệu cho cuộc sống của các phi hành gia trên vụ trũ đã sẵn sàng.

Sau khi con người tạo ra tên lửa, tàu vũ trụ có người lái đã trở thành một mục tiêu quan trọng. Nhưng đây cũng là một bước đi khó khăn nhất.

Việc "đi lên bầu trời" của nhân loại đòi hỏi một số bước quan trọng, trước tiên phải thiết lập một tàu vũ trụ có người lái hỗ trợ để thực hiện các thí nghiệm không gian, sau đó giải quyết các vấn đề cuộc sống ngắn hạn của con người trong không gian, và cuối cùng là thiết lập một trạm vũ trụ để sống lâu dài.

Ba bước này là "chiến lược ba bước cho tàu vũ trụ có người lái" do Trung Quốc đề xuất, và để đạt được từng mục tiêu một, nhu cầu về tên lửa sẽ ngày càng cao.

Ví dụ, thoạt nhìn, việc đưa hàng hóa lên bầu trời có vẻ không khác lắm với việc đưa một vệ tinh lên bầu trời, nhưng so với trọng lượng và khối lượng của một vệ tinh thì hàng hóa bay vào vũ trụ nặng hơn và lớn hơn nhiều. Ví dụ, tàu vũ trụ chở hàng Thần Châu-2 không chỉ chứa hơn 160 kiện hàng hóa mà còn có 2 tấn thuốc phóng và một số phụ tùng bảo dưỡng. Theo chi phí chính thức của SpaceX là 2.700 USD mỗi kg hàng hóa, chỉ cần 2 tấn thuốc phóng cũng lên đến giá 5,4 triệu USD.

Chìa khóa để đưa hàng hóa lên vũ trụ nằm ở trọng lượng và khối lượng của hàng hóa. Những gì con người mang lên vũ trụ không chỉ là thực phẩm, vật dụng mà còn là nhiên liệu, dụng cụ khoa học và thậm chí là một số vật tư y tế. Vì vậy, không chỉ yêu cầu vận chuyển cực kỳ cao mà trọng lượng và kích thước cũng mang đến những thách thức lớn hơn, đó là chưa kể đến việc nhân loại cần liên tục cung cấp tài nguyên sau khi trạm vũ trụ được xây dựng. Điều này hoàn toàn khác với bản chất của một vệ tinh có thể "sử dụng một lần cho tất cả" sau khi nó được phóng vào vũ trụ.

Do đó, thành công của công nghệ tên lửa có thể thu hồi của SpaceX sẽ trở thành chìa khóa cho tham vọng của Musk và SpaceX. Trung Quốc cũng đang đẩy nhanh phát triển công nghệ tên lửa có thể thu hồi.

Nếu "chở hàng lên trời" giống như leo lên đỉnh Everest bằng xe leo núi, thì "chở người lên trời" là hoạt động leo núi tự do, vô cùng khó khăn, nguy hiểm và cần có kế hoạch lâu dài. Dự án tàu vũ trụ Thần Châu của Trung Quốc được lên kế hoạch nhằm mục đích đưa người dân Trung Quốc tiến vào trạm vũ trụ của riêng họ, sống trong không gian, trở thành "cư dân" không gian và đạt được nhiều đột phá khoa học hơn.

Từ việc Trung Quốc phóng thành công tàu vũ trụ có người lái: Nhân loại sắp vươn tới các vì sao? ảnh 3
Tỉ phú Mỹ Jeff Bezos tuyên bố sẽ bay vào vũ trụ. Ảnh: APP

Tuy nhiên hy vọng rằng tất cả mọi người sẽ có cơ hội du hành trong không gian vẫn khó thành hiện thực khi xem xét chuyến du hành không gian sắp tới của tỉ phú Jeff Bozos. Với giá vé vào không gian 28 triệu USD, chuyến du hành vũ trụ kéo dài 10 phút này sẽ tiêu tốn khoảng 2.8 triệu USD mỗi phút của hành khách bí ẩn. Do đó, chúng ta có thể thấy rằng chi phí của tàu vũ trụ có người lái là quá cao.

Bên cạnh những cuộc điều tra khoa học và du hành vũ trụ, mục tiêu cuối cùng của loài người, đó là không bị Trái đất ràng buộc và trở thành "giống loài giữa các vì sao" trong không gian. Musk không hề giấu giếm mục tiêu này ngay khi lập kế hoạch cho SpaceX. Tuy nhiên, con người vẫn còn phải đối mặt với nhiều khó khăn kỹ thuật cần giải quyết như hệ thống năng lượng của tàu, hệ thống hỗ trợ sự sống của tàu vũ trụ,... xem ra vẫn còn một chặng đường dài nữa mới có thể "chết trên sao Hỏa" như Musk hình dung.

Nhưng ít nhất, cuộc chạy đua không gian ngày nay đã trở nên đầy nổi bật hơn, hiện tại, chỉ có Nga, Mỹ và Trung Quốc. Để đạt được mục tiêu về phi thuyền có người lái, bay tới các vì sao và biển cả, đây dường như mới chỉ là một "bước nhỏ".

Theo Sina