Cuộc đua tới mặt trăng và sao hỏa với chi phí thấp

Cuộc đua vào vũ trụ đầu tiên là một sự ganh đua giữa những cường quốc trong quá khứ, trong đó có Mỹ.

Ngày nay, NASA đang thuê các công ty tư nhân để thực hiện các sứ mệnh của họ, và những quốc gia khác cũng đã tham gia cuộc đua này, đặc biệt là Trung Quốc và Ấn Độ.

Mặt trăng và sao hỏa vẫn là những mục tiêu đáng gờm của nhiều quốc gia, cũng như những phát triển công nghệ được hứa hẹn bởi công cuộc khám phá vũ trụ.

Kể từ khi chương trình tàu con thoi kết thúc vào năm 2011, cơ quan hàng không vũ trụ quốc gia Mỹ, hay được biết đến nhiều hơn với cái tên NASA, đã dựa vào Nga để đưa phi hành gia người Mỹ lên trạm không gian quốc tế ISS, một trạm không gian đã bay trong quỹ đạo trái đất suốt hai thập kỷ.

Điều này đã thay đổi vào năm 2020 khi công ty SpaceX của tỷ phú Elon Musk thực hiện sứ mệnh chuyến bay có phi hành đoàn đầu tiên của họ, với tên lửa đẩy tái sử dụng được giúp giảm chi phí phóng tàu.

Starliner của Boeing, một khoang dành cho phi hành gia được thiết kế để sử dụng trên tên lửa Atlas đang có sẵn, đang trong quá trình tái cấu trúc phần mềm lớn trước kế hoạch phóng thử không chứa phi hành đoàn lần thứ hai lên trạm vũ trụ theo dự kiến của NASA vào ngày 30 tháng 7.

Tùy vào kết quả của chuyến bay thử này, Starliner có thể sẽ được sử dụng để đưa phi hành gia lên trạm ISS vào cuối năm nay hoặc trong năm 2022.

SpaceX đã có một đợt phóng tiếp tế lần đầu tiên vào năm 2012. Điều thay đổi lớn nhất là hiện nay, bên cạnh SpaceX, các công ty khác, như Virgin Galactic Holdings của ông Richard Branson, hay Blue Origin sở hữu bởi nhà sáng lập Amazon Jeff Bezos, đang hạ dần chi phí đi vào không gian.

Ông Branson và 5 nhân viên Virgin Galactic đã cất cánh thành công trong chuyến bay thử mang theo phi hành đoàn vào ngày 11 tháng 7, chạm ngưỡng không gian ở độ cao 86 km kể từ trái đất và lướt hạ cánh tại New Mexico. Vào ngày 20 tháng 7, Jeff Bezos bay vào vũ trụ thành công với tàu Blue Origin trên chuyến bay thử mang theo phi hành đoàn đầu tiên.

SpaceX đã có một hợp đồng đưa một giám đốc điều hành công nghệ và 3 phi hành gia dân sự vào cuối năm nay, trong một chuyến bay dân sự vào vũ trụ đầu tiên theo như mô tả của công ty này. Vào năm 2022, SpaceX sẽ thực hiện một sứ mệnh cho một phi hành đoàn 4 thành viên cho Axiom Space, một công ty đã dự kiến xây dựng một trạm vũ trụ tư nhân.

Công ty của Elon Musk cũng đã có một thỏa thuận để đưa một tỷ phú người Nhật và cách khách mời của ông bay vòng quanh mặt trăng có thể sớm nhất vào năm 2023.

Chi phí phóng mỗi kilogram của những hệ thống phóng hiện nay. Nguồn: Trung tâm nghiên cứu chiến lược quốc tế.

3. Những quốc gia nào đã tham gia cuộc đua?

Trung Quốc đã hạ cánh thành công một xe tự hành lên mặt trăng vào năm 2019 va mang về một số mẫu đá đầu tiên vào tháng 12 năm 2020. Quốc gia này cũng dự định xây dựng một trụ sở nghiên cứu trên mặt trăng với phi hành gia của họ và đã thành công trong một nhiệm vụ đưa một xe tự hành lên sao hỏa trong năm nay.

Ấn Độ đã lên thêm kế hoạch cho một sứ mệnh đáp xuống mặt trăng bằng khoang tự hành không mang theo phi hành đoàn sau một thất bại vào năm 2019, và đang huấn luyện phi hành gia để chuẩn bị cho một chuyến bay trong quỹ đạo trên tàu vũ trụ Gaganyaan.

Các tiểu vương quốc Ả Rập thống nhất UAE cũng vừa đưa một phi hành gia vào không gian trên một tàu vũ trụ của Nga vào năm 2019, phóng một vệ tinh nghiên cứu khoa học vào quỹ đạo sao hỏa vào tháng 2 năm 2021 và có dự định đưa một tàu vũ trụ không người lái lên mặt trăng trong năm 2024.

Cơ quan vũ trụ châu Âu đã gửi một số tàu thăm dò khám phá hệ mặt trời và đang phát triển một tàu đáp mặt trăng.

Nước Mỹ là quốc gia duy nhất đã thành công đặt chân lên mặt trăng, và lần cuối có tàu tiếp đất trên mặt trăng là gần một nửa thế kỷ trước. Ngày nay nước Mỹ và các nước khác có dự định quay lại mặt trăng.

Nguyên nhân là vì cuộc đua lên mặt trăng vào những năm 1960 đã thúc đẩy mạnh mẽ công nghệ hàng không vũ trụ cùng với những sáng chế như cảm biến máy ảnh dùng trong điện thoại.

Những tiến bộ khoa học kể từ đó tới nay sẽ là nền tảng để việc quay lại mặt trăng mang lại những cái nhìn sâu sắc hơn về nguồn gốc của mặt trăng và hệ mặt trời. Niềm tự hào quốc gia là động lực thúc đẩy những chương trình này, cùng với mong muốn đẩy mạnh thương mại hóa không gian.

Chương trình Apollo của Mỹ đã tiêu tốn khoảng 25.8 tỷ USD vào năm 1969, tương đương với 260 tỷ USD vào ngày nay sau khi điều chỉnh theo lạm phát, theo Planetary Society.

Trong kế hoạch quay lại mặt trăng trong thập kỷ này mang tên Artemis của NASA, một tàu vũ trụ sử dụng hệ thống tên lửa Space Launch System mới của họ sẽ hạ cánh tại một bệ đáp trong quỹ đạo mặt trăng, hỗ trợ một phi hành đoàn 4 người trong vòng 3 tháng.

Phi hành gia sẽ hạ cánh từ đó xuống bề mặt mặt trăng để khai thác các khoáng sản và khai thác các tài nguyên để chế tạo nước, oxy và nhiên liệu tên lửa. Một module tiếp nhiên liệu sẽ phục vụ tại trạm này cũng như trong sứ mệnh lên sao Hỏa.

SpaceX đang thiết kế tàu vũ trụ Starship của họ để bay lên mặt trăng và xa hơn. Bên cạnh đó, Blue Origin cũng đã có kế hoạch xây dựng căn cứ ở cực Nam mặt trăng.

Thám hiểm sâu vào vũ trụ có thể mang lại manh mối về sự sống ngoài không gian, và cái nhìn mới về cách con người thích nghi trong môi trường khắc nghiệt. Du hành sâu vào vũ trụ cũng sẽ thúc đẩy tốc độ phát triển công nghệ trong những khu vực khác như giao tiếp bằng laser và chắn bức xạ.

Sao hỏa sẽ là ưu tiên hàng đầu của NASA và mục tiêu chính của Elon Musk do kế hoạch xây dựng một thành phố tự duy trì của họ. Vào 18 tháng 2 năm 2021, NASA đã đặt thành công một xe tự hành robot trên sao hỏa để tìm dấu hiệu sự sống vi sinh vật cổ xưa, khoảng nửa thế kỷ sau khi tàu vũ trụ đầu tiên đáp xuống.

Đầu tháng 2 năm 2021, một tàu vũ trụ của Trung Quốc cũng đã đạt tới quỹ đạo sao hỏa, cùng với một tàu tự hành đã đáp thành công lên bề mặt sao hỏa vào tháng 5 vừa rồi. Cùng lúc đó cơ quan vũ trụ châu Âu và Nhật Bản đã phóng một tàu vũ trụ tới sao thủy.

Xe tự hành Perseverance chạm đất sao hỏa vào 18 tháng 2. Một camera trên bệ hạ cánh đã nắm bắt được khoảnh khắc này. Nguồn: NASA/JPL-Caltech

7. Các quốc gia này mong chờ tìm được gì?

Khoáng sản hiếm có khả năng sẽ được tìm thấy ngoài vũ trụ. Khai thác tiểu hành tinh là một ý tưởng đã từng được nhắc đến trong những tiểu thuyết khoa học viễn tưởng của nhiều tác giả từ Jules Verne tới Antoine de Saint-Exupery.

Nhật Bản đã đáp một tàu thăm dò lên một tiểu hành tinh vào năm 2019, và NASA cũng thành công trong một sứ mệnh tương tự vào tháng 10 năm 2020.

Khai thác tiểu hành tinh sẽ mang lại nhiều lợi ích về mặt khoa học hơn là về mặt kinh tế, giúp cải thiện khả năng du hành vũ trụ: nước có trên các tiểu hành tinh có thể giúp chế tạo nhiên liệu hoặc giúp cải thiện tình trạng phóng xạ./.

>>Jeff Bezos và Star Wars gây sốc với cuộc săn tìm "Kỳ lân vũ trụ" trị giá 1000 tỷ USD