Quả Cầu Lông" Chạm Tới Không Gian
Tàu vũ trụ tư nhân đầu tiên vượt qua bầu khí quyển đã thành công bằng cách làm hoàn toàn ngược lại với những gì các kỹ sư chính phủ thường khuyến nghị.
Khi hình dung về bình minh của kỷ nguyên du hành vũ trụ tư nhân, hầu hết mọi người thường nghĩ đến những chuyến bay lên mượt mà, đậm chất công nghệ cao. Thế nhưng, thực tế đằng sau con tàu giành giải Ansari X Prize năm 2004 lại hỗn loạn hơn nhiều. Con tàu giành giải thưởng 10 triệu đô la đó đã không tái nhập khí quyển như một tên lửa truyền thống. Thay vào đó, nó gập đôi đôi cánh của mình lại, trông chẳng khác nào một quả cầu lông khổng lồ.
Cơ chế kỳ quặc này hoàn toàn nằm trong tính toán. Kỹ sư hàng không vũ trụ Burt Rutan đã thiết kế SpaceShipOne để nó tự phá vỡ hình dáng khí động học của chính mình nhằm sống sót khi rơi từ không gian xuống.
Các nguyên lý vật lý của hệ thống “gập cánh” (feathering system) này nghe có vẻ phi lý cho đến khi bạn nghiên cứu nhật ký chuyến bay. Bằng cách gập phần đuôi hướng lên trên, con tàu bị buộc phải lao bụng vào bầu khí quyển. Điều này tạo ra lực cản cực lớn, giúp tàu giảm tốc mà không cần đến những tấm khiên cách nhiệt nặng nề.
Cú Rơi Từ Bầu Trời
SpaceShipOne không phóng đi từ bệ phóng mặt đất truyền thống. Nó được đưa lên độ cao 14,3 km bởi một chiếc máy bay mẹ có hình dáng kỳ dị tên là White Knight.
Việc thả một tên lửa từ máy bay giúp tiết kiệm được một lượng nhiên liệu khổng lồ. Đó là một giải pháp thanh lịch cho phần khó khăn nhất của việc du hành vũ trụ: vượt qua lớp khí quyển dày đặc nhất ở tầng thấp.
Để giành được giải Ansari X Prize, một đội ngũ tư nhân phải chế tạo được một con tàu có người lái, có khả năng tái sử dụng và bay vào không gian hai lần trong vòng hai tuần. Độ cao mục tiêu là 100 km, nơi được công nhận rộng rãi là ranh giới của không gian.
Chuyến Bay Đầu Tiên Đầy Kinh Hoàng
Vào ngày 29 tháng 9 năm 2004, phi công Mike Melvill đã cầm lái chuyến bay chính thức đầu tiên. Khi động cơ tên lửa khai hỏa, ông bị đóng chặt vào ghế bởi áp lực G cực lớn.
Thế rồi mọi chuyện dần chệch hướng. Con tàu bắt đầu xoay tròn ngoài kiểm soát khi đang lao vút lên cao. Melvill bị xoay cuồng cuồng ở tốc độ Mach 2.9, xung quanh là tiếng gầm rú đinh tai nhức óc của động cơ tên lửa hybrid.
Ông có thể nghe thấy tiếng cấu trúc composite rên rỉ dưới áp lực khủng khiếp. Nếu thân tàu bị hỏng ở độ cao đó, thảm họa xảy ra sẽ tương tự như vụ Tại sao một chiếc 747 bị xé toạc giữa không trung, nhưng với mức độ khốc liệt hơn nhiều.
Melvill vẫn giữ vững tinh thần, tắt động cơ sớm hơn một chút và vẫn lướt qua mốc 100 km. Suýt chút nữa thì thảm họa đã xảy ra, và điều đó càng khiến thành tựu kỹ thuật này trở nên đáng kinh ngạc hơn.
Chuyến Bay Thứ Hai Làm Nên Lịch Sử
Đội ngũ chỉ có đúng năm ngày để tìm ra nguyên nhân và khắc phục sự cố trước chuyến bay thứ hai. Họ phát hiện ra rằng hiện tượng đứt gió (wind shear) đã đẩy con tàu hơi lệch khỏi quỹ đạo, kích hoạt cú xoay tròn.
Họ đã tinh chỉnh hồ sơ bay và chuẩn bị cho lần chạy cuối cùng vào ngày 4 tháng 10 năm 2004. Lần này, phi công Brian Binnie là người ngồi trong buồng lái.
Chuyến bay của Binnie là một bài học mẫu mực về sự chính xác. Ông khai hỏa động cơ và điều khiển con tàu lao thẳng qua tầng khí quyển trên. Hồ sơ radar chính thức ghi nhận độ cao cực đại của ông đạt đúng 112 km so với Trái Đất.
Không chỉ vượt qua ranh giới một chút — đó là con số 112 km mang tính quyết định và phá vỡ mọi kỷ lục.
Khi Binnie kích hoạt hệ thống gập cánh kiểu quả cầu lông để hạ cánh, nó đã hoạt động hoàn hảo. Con tàu bồng bềnh rơi xuống như một chiếc lá trước khi chuyển đổi hình dạng trở lại thành một chiếc tàu lượn. Ông hạ cánh xuống đường băng ở sa mạc Mojave trong tiếng hò reo vang dội của đám đông.
Kỷ Nguyên Mới Của Du Hành Vũ Trụ
Dự án SpaceShipOne được tài trợ bởi người đồng sáng lập Microsoft, Paul Allen, với kinh phí khoảng 25 triệu đô la. Con số đó chỉ là một sai số nhỏ nếu so với ngân sách của các chương trình vũ trụ chính phủ.
Họ đã chứng minh rằng một nhóm nhỏ những người dân sự tận tâm có thể chế tạo một con tàu vũ trụ trong một nhà xưởng bụi bặm giữa sa mạc. Họ đã hoạt động bí mật trong nhiều năm, giống như cách Một hòn đảo ma ẩn mình ngay trước mắt, giữ kín những thiết kế táo bạo của mình khỏi sự chú ý của công chúng.
Ngày nay, chúng ta thấy các tên lửa tư nhân phóng lên mỗi tuần. Chúng ta coi du hành vũ trụ dân sự là một phần bình thường của bản tin thời sự.
Nhưng tất cả những điều đó sẽ không xảy ra nếu một kỹ sư “lập dị” không quyết định chế tạo một chiếc tên lửa rơi từ không gian xuống giống như một món đồ chơi bị hỏng. Điều này khiến bạn tự hỏi, còn những ý tưởng kỹ thuật “không tưởng” nào khác đang chờ đợi một phi công dũng cảm đến để thử nghiệm hay không.