SpaceX lập cột mốc với chuyến bay thử Starship: Lần đầu tiên vào quỹ đạo và hoàn tất chuyến bay

Hôm thứ Hai (28/9), tên lửa khổng lồ Starship của công ty SpaceX đã thực hiện chuyến bay thử mang tính cột mốc: lần đầu tiên đi vào quỹ đạo Trái Đất, triển khai thành công tải trọng thương mại thực tế, rồi tái nhập khí quyển và tiếp nước có kiểm soát tại Thái Bình Dương.

Sau ba năm kể từ chuyến bay thử đầu tiên của Starship, SpaceX chuyển từ giai đoạn thử nghiệm thuần túy sang bước đầu ứng dụng cho mục đích thương mại và khoa học. Chuyến bay thứ 14 được phóng từ Starbase ở Boca Chica, bang Texas; đây là hệ thống tên lửa lớn và có lực đẩy mạnh nhất từng được chế tạo.

Bước ngoặt vào quỹ đạo

Trong 13 chuyến bay thử trước đó, Starship được giới hạn ở các chuyến bay dưới quỹ đạo (suborbital) với đường bay kéo dài đến khu vực Ấn Độ Dương. Cách thiết kế này nhằm bảo đảm rằng trong trường hợp tàu mất kiểm soát, nó sẽ rơi xuống biển thay vì tạo nguy cơ mảnh vỡ rơi xuống đất liền.

Mục tiêu cốt lõi của Chuyến bay 14 là vượt qua giới hạn này. Starship thực hiện đốt động cơ để đưa tàu vào quỹ đạo ở độ cao khoảng 275 km, sau đó triển khai tải trọng trước khi thực hiện thao tác đốt động cơ rời quỹ đạo và quay về Trái Đất.

Việc vào quỹ đạo cho thấy Starship có đủ vận tốc và độ chính xác quỹ đạo để hoạt động lâu hơn trong không gian, triển khai vệ tinh số lượng lớn và hướng đến các sứ mệnh không gian sâu trong tương lai.

Phóng và tách tầng

Quá trình phóng tạo ấn tượng mạnh về mặt thị giác. Tầng đẩy Super Heavy, gồm 33 động cơ Raptor, đã đẩy hệ thống tên lửa cao khoảng 124 m rời bệ phóng.

Sau khi đi qua khu vực áp suất khí động học cực đại (Max-Q) và hoàn tất tắt động cơ chính (MECO), tầng trên Starship dùng kỹ thuật “tách tầng nóng” (hot staging): động cơ của tàu tầng trên được kích hoạt trước khi tách hẳn, dùng luồng phụt để đẩy tàu khỏi tầng đẩy Super Heavy.

Sau khi tách, tầng đẩy thực hiện đốt động cơ quay về (boost-back burn). Dù có báo cáo về một số trục trặc động cơ, tầng đẩy vẫn hoàn thành quy trình đáp xuống biển gần khu vực Starbase, tại Vịnh Mexico.

Triển khai Starlink

Trong hành trình đi lên, một trong ba động cơ Raptor Vacuum của Starship đã tắt ngoài dự kiến. Trung tâm điều hành từng cân nhắc hủy kế hoạch đưa tàu vào quỹ đạo, nhưng xác định rằng ba động cơ Raptor dành cho hoạt động trong khí quyển vẫn hoạt động bình thường và đủ khả năng thực hiện đốt vào quỹ đạo lẫn đốt rời quỹ đạo (Deorbit burn).

Cuối cùng, Starship đã vào quỹ đạo thành công. Sau đó, tàu mở khoang hàng và lần đầu tiên triển khai tải trọng thương mại thực: 26 vệ tinh Starlink V3 thế hệ mới được đưa vào quỹ đạo, thay vì chỉ mang vệ tinh mô phỏng như các chuyến bay trước.

Theo kỹ sư trưởng phụ trách động cơ của SpaceX, Jake Berkowitz, các vệ tinh mới có khả năng truyền dữ liệu xuống cao hơn khoảng 10 lần và truyền dữ liệu lên cao hơn 22 lần so với thế hệ thứ hai, qua đó có thể cải thiện đáng kể dịch vụ internet vệ tinh tốc độ cao toàn cầu.

Kết thúc sớm an toàn

Theo kế hoạch ban đầu, Starship dự kiến bay khoảng 10 giờ, hoàn thành sáu vòng quanh Trái Đất, rồi đáp xuống Thái Bình Dương ngoài khơi Chile.

Tuy nhiên, vì sự cố một động cơ và để giảm rủi ro, SpaceX rút ngắn nhiệm vụ xuống còn khoảng ba giờ, thực hiện đốt rời quỹ đạo sớm ở điểm kiểm tra đầu tiên.

Tái nhập khí quyển là phần nguy hiểm nhất của chuyến bay. Starship trở lại khí quyển ở tốc độ hơn 20 lần tốc độ âm thanh; sự ma sát và nén khí tạo ra một lớp plasma nóng bao quanh tàu. Khoảng 20.000 viên gạch cách nhiệt lục giác trên thân tàu có vai trò bảo vệ chủ yếu trong giai đoạn này.

Starship tái nhập khí quyển theo tư thế “bụng hướng xuống” (belly-flop), rồi khởi động lại động cơ để lật sang tư thế thẳng đứng và giảm tốc. Tàu tiếp nước tại Thái Bình Dương, ở phía bắc Hawaii. Tàu kết thúc chuyến bay sau khoảng ba giờ, sớm hơn khoảng bảy giờ so với kế hoạch ban đầu. SpaceX đánh giá chuyến bay thành công vì đã đạt hai mục tiêu chính là vào quỹ đạo và triển khai vệ tinh.

Hướng đến Mặt Trăng

Các cuộc thử nghiệm Starship liên quan chặt chẽ đến chương trình đưa người trở lại Mặt Trăng Artemis của NASA. Việc chứng minh năng lực vào quỹ đạo, triển khai tải trọng và tái nhập khí quyển là những bước cần thiết để Starship hướng tới vai trò tàu đổ bộ trong các nhiệm vụ tương lai.

Starship đạt quỹ đạo lần đầu vào ngày 28/9, đúng 18 năm sau khi tên lửa Falcon 1 của SpaceX lần đầu vào quỹ đạo vào ngày 28/9/2008.

Ông Elon Musk từ lâu xem Starship là phương tiện chủ lực cho các nhiệm vụ không gian sâu, đặc biệt là đưa con người đến Mặt Trăng và Sao Hỏa.

Trong tương lai, SpaceX có kế hoạch từng bước để Starship đảm nhiệm một số nhiệm vụ hiện do tên lửa Falcon 9 thực hiện, đồng thời phát triển Starship thành phương tiện phóng chủ lực cho các sứ mệnh đưa người lên Mặt Trăng và Sao Hỏa.