Vấn đề này cần sớm được khắc phục để các sứ mệnh Mặt trăng đặt ra trong năm 2024 thành công.
Gian nan đổ bộ Mặt trăng
Sáng sớm ngày 8/1, tên lửa Vulcan Centaur mang theo tàu đổ bộ Mặt trăng Pergerine từ bang Florida, Mỹ, lao vào không gian. Pergerine là sứ mệnh bay đầu tiên theo sáng kiến dịch vụ tải trọng mặt trăng thương mại (CLPS) của Cơ quan Hàng không và Vũ trụ (NASA), trong đó, NASA trả tiền cho các công ty tư nhân lắp đặt thiết bị khoa học lên Mặt Trăng.
Công ty được lựa chọn cho sứ mệnh Mặt trăng lần này là Astrobotic Technology. Pergerine dự kiến sẽ hạ cánh lên bề mặt Mặt trăng. Tuy nhiên, sau khi phóng, Astrobotic phát hiện Pergerine bị rò rỉ nhiên liệu đẩy. Nếu không có đủ nhiên liệu, cơ hội tàu hạ cánh nhẹ nhàng xuống Mặt trăng giảm xuống gần như bằng 0.
Đã hơn nửa thế kỷ từ khi NASA đưa phi hành gia đặt chân lên bề mặt Mặt trăng theo dự án Apollo. Từ đó đến nay, việc trở lại Mặt trăng vẫn là niềm mong mỏi của nhân loại.
Peregrine không phải là thất bại duy nhất trong thời gian gần đây. Tàu Luna 25 của Nga đã gặp sự cố và đâm xuống Mặt trăng vào năm 2023. Còn tàu đổ bộ Beresheet của Israel rơi vào năm 2019. Tính đến nay, tàu đổ bộ Mặt trăng do các công ty tư nhân chế tạo có tỷ lệ thất bại là 100%.
Sang năm 2024, chinh phục Mặt trăng là một trong những chủ đề khoa học được quan tâm và thúc đẩy. Dự kiến tháng 11/2024, tàu vũ trụ Orion trong nhiệm vụ Artemis II của Mỹ, sẽ chở 4 phi hành gia, gồm 3 nam và một nữ, bay vòng quanh Mặt trăng 10 ngày.
Trong khi đó, Trung Quốc dự kiến triển khai sứ mệnh Mặt trăng Hằng Nga-6. Chưa kể các dự án khác của Nhật Bản, Israel, Ấn Độ... Chuẩn bị cho sứ mệnh này cần vượt qua nhiều thách thức.
Ông Jan Worner, cựu Giám đốc Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA), cho biết một trong những thách thức cơ bản là trọng lượng. Chúng ta sẽ luôn cận kề với thất bại vì tàu phải đủ nhẹ, nếu không nó sẽ không bay được.
Ngoài ra, đa số tàu vũ trụ đều là nguyên mẫu. Ngoài những trường hợp hiếm hoi, chẳng hạn như vệ tinh liên lạc Galileo, tàu vũ trụ là những cỗ máy được lắp ráp riêng. Chúng không được sản xuất hàng loạt cùng các hệ thống và thiết kế đã được thử nghiệm, kiểm tra. Và một khi bay vào trong không gian, chúng phải tự hoạt động.
“Nếu ô tô của bạn gặp sự cố, bạn có thể sửa nó nhưng trong không gian thì không có cơ hội”, ông Worner nói.
Bản thân Mặt trăng cũng có những vấn đề riêng. Mặt trăng có lực hấp dẫn mạnh bằng 1/6 Trái đất nhưng không có bầu khí quyển. Không giống như Sao Hỏa, nơi tàu vũ trụ có bay đến điểm hạ cánh và giảm tốc bằng dù, việc đổ bộ Mặt trăng phụ thuộc hoàn toàn vào động cơ.
Nếu chỉ có một động cơ như đa số tàu thăm dò nhỏ, thì nó phải điều chỉnh được hướng bay vì không có cách nào khác để kiểm soát quá trình hạ độ cao. Động cơ cũng phải có van tiết lưu để điều chỉnh lực đẩy.
 |
| Tàu vũ trụ Pergerine do công ty tư nhân Astrobotic Technology lắp đặt. |
Học hỏi từ thất bại
Các cuộc đổ bộ Mặt trăng đầu tiên diễn ra vào những năm 1960 nên thật khó hiểu tại sao thiên thể này vẫn là một điểm đến nhiều thách thức đến vậy.
Hồ sơ về các nhiệm vụ Mặt trăng cho thấy, không lâu sau dự án Apollo, tàu đổ bộ Mặt trăng không còn được ưa chuộng. Khi tàu vũ trụ Hằng Nga 3 của Trung Quốc đáp xuống vào năm 2013, nó đánh dấu lần hạ cánh thuận lợi đầu tiên xuống thiên thể này kể từ tàu vũ trụ Luna 24 của Liên Xô năm 1976.
Ông Nico Dettmann, Trưởng nhóm thám hiểm Mặt trăng của ESA, cho biết: “Đã nhiều thập kỷ người ta không phát triển tàu đổ bộ. Công nghệ này không phổ biến đến mức bạn có thể dễ dàng học hỏi từ người khác”.
Việc thử nghiệm sau đó cũng rất quan trọng. Trong khi tên lửa có thể được giữ cố định và thử nghiệm từng bước, các lựa chọn với tàu vũ trụ lại hạn chế hơn. Quá trình thử nghiệm có thể kiểm tra xem điện, lực đẩy, hoạt động điều hướng, liên lạc và các thiết bị có hoạt động hay không.
Tàu vũ trụ cũng có thể trải qua bài kiểm tra rung lắc để đảm bảo chúng chịu được chấn động mạnh khi phóng. Tuy nhiên, không có cách nào hiệu quả để mô phỏng việc hạ cánh xuống Mặt trăng.
Trong cuộc chạy đua không gian nhiều thập kỷ trước, NASA đã chi tới 25 tỷ USD cho dự án Apollo nhưng vẫn thất bại nhiều lần trước khi có thể lên tới Mặt trăng. NASA có 70 năm kiến thức và văn hóa để thiết kế, chế tạo và thử nghiệm tàu vũ trụ.
Tuy nhiên, theo chương trình CLPS, NASA đang tìm cách cắt giảm chi phí và thúc đẩy ngành công nghiệp vũ trụ bằng cách trả tiền cho các công ty tư nhân, như Astrobotic Technology hay Intuitive Machines, để đưa các thiết bị của mình lên Mặt trăng.
Sự đánh đổi này mang đến nguy cơ thất bại lớn hơn vì các công ty vũ trụ có quy mô nhỏ. Họ thực hiện những nhiệm vụ này với ngân sách mỏng nên thành công sẽ không đến ngay từ lần đầu tiên.
Tuy nhiên, TS Joshua Rasera, làm việc tại Đại học Hoàng gia London, tin tưởng chiến lược này sẽ mang lại hiệu quả vì các công ty sẽ học hỏi từ những thất bại của mình.
“Cuối cùng, chi phí vẫn rẻ hơn nếu tính theo tổng số nhiệm vụ, ngay cả khi một số nhiệm vụ đầu tiên có thể thất bại”, TS Joshua cho hay.
