Các chuyến bay đến mặt trăng có được nối lại không? Ưu và nhược điểm

2024 Tác giả: Seth Attwood | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-16 16:20

Chương trình mặt trăng Apollo của Mỹ, giống như Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc gia (NASA), đơn vị phụ trách chương trình này, đã xuất hiện trong cuộc chạy đua không gian: Mỹ và Liên Xô cố gắng vượt mặt nhau bên ngoài hành tinh. Liên Xô là những người đầu tiên đưa vào quỹ đạo một vệ tinh Trái đất nhân tạo (Sputnik-1), một động vật (con chó Laika), một người đàn ông (Yuri Gagarin), một phụ nữ (Valentina Tereshkova), Alexei Leonov là người đầu tiên tham gia mở. không gian, trạm Luna-2 và Lần đầu tiên trong lịch sử, Venera-3 bay ở nơi rõ ràng.

Thành tựu của người Mỹ khiêm tốn hơn. Các trạm Mariner-2 và Mariner-4 đã bay theo thứ tự tốt, lần lượt qua Sao Kim và Sao Hỏa, và tàu vũ trụ có người lái Gemini-8 lần đầu tiên đã cập bến một phương tiện khác trên quỹ đạo. Nhưng nụ cười của Gagarin đã làm lu mờ những thành công này. Chỉ còn một điều duy nhất - trở thành người đầu tiên đưa người lên mặt trăng.

Trở lại tháng 5 năm 1961, một tháng rưỡi sau chuyến bay của Gagarin, Tổng thống Hoa Kỳ John F. Kennedy nói với Quốc hội rằng vào cuối thập kỷ này, các phi hành gia Hoa Kỳ nên hạ cánh trên bề mặt vệ tinh của chúng ta. Apollo rất hào phóng. Trong những năm tốt nhất, chi tiêu của NASA vượt quá 4% ngân sách liên bang, và 400 nghìn người đã làm việc cho chương trình mặt trăng. Hóa ra: vào ngày 20 tháng 7 năm 1969, Neil Armstrong đã phát đi những câu nói nổi tiếng của mình về một bước đi nhỏ cho một người và một bước nhảy vọt cho nhân loại.

Người Mỹ đã gửi thêm một số tàu Apollo lên mặt trăng, nhưng vào năm 1972, Tổng thống Mỹ Richard Nixon đã cắt bỏ chương trình này. Cần nhiều tiền hơn cho chiến dịch quân sự ở Việt Nam, đã có những cuộc biểu tình tại quê nhà phản đối cuộc chiến này và vì quyền công dân - người dân không còn thời gian, có suy thoái kinh tế, quan hệ với Liên Xô có sự gièm pha, và quan trọng nhất, nói chung là không cần. Các quốc gia khác cũng không háo hức đến đó.

Người đứng đầu các chương trình tự động và có người lái của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) David Parker kể lại rằng một câu chuyện tương tự đã xảy ra với Nam Cực. Ban đầu, mọi người đua nhau đến Nam Cực, làm xong việc, nửa thế kỷ không ai trở lại đó. Chỉ sau đó, người ta mới bắt đầu trang bị các cơ sở nghiên cứu trên đất liền. Điều tương tự cũng sẽ xảy ra với Mặt trăng.

Tại sao quay lại

Cách đây 50 năm, người Mỹ bay lên mặt trăng chủ yếu để thăm thú và thể hiện sức mạnh của mình. Ngay cả trong những ngày đó, mọi người vẫn chưa thực sự ủng hộ chương trình, dù nó táo bạo, nhưng tốn kém và hầu như không có ý nghĩa thiết thực (và vẫn vui mừng khi tàu Apollo đạt được mục tiêu). Giờ đây, dư luận cũng không đứng về phía NASA. Một cuộc thăm dò năm 2018 cho thấy 44% người Mỹ không coi việc quay trở lại mặt trăng là quan trọng - hãy để cơ quan này nghiên cứu kỹ hơn về khí hậu và các tiểu hành tinh đang đe dọa Trái đất.

NASA có điều gì đó để đáp lại các nhà phê bình.

Các chuyến bay có người lái lên mặt trăng là cần thiết để chuẩn bị cho chuyến thám hiểm sao Hỏa. Như trên Sao Hỏa, Mặt Trăng có lực hấp dẫn yếu, không có gì để thở, không có gì bảo vệ khỏi bức xạ vũ trụ. Không thể tái tạo hoàn toàn những điều kiện này trên Trái đất, và vệ tinh của chúng ta, nơi chỉ mất ba ngày để bay, là địa điểm thử nghiệm phù hợp gần nhất. Công nghệ được phát triển cho chương trình mặt trăng sẽ rất hữu ích khi du hành đến một hành tinh lân cận. Ngoài ra, do lực hấp dẫn từ mặt trăng yếu nên tên lửa dễ cất cánh hơn. Lập luận này được ủng hộ bởi Tổng thống Mỹ Donald Trump và người đứng đầu NASA Jim Bridenstine. Đúng như vậy, theo một cuộc khảo sát năm 2018, trong số các ưu tiên của người dân Hoa Kỳ, sứ mệnh có người lái lên sao Hỏa chiếm vị trí áp chót - trước sứ mệnh có người lái lên Mặt trăng.

Chuyến bay đến sao Hỏa dường như vẫn là một ý tưởng bất chợt giống như chương trình Apollo. Có thể, các phi hành gia đầu tiên sẽ chỉ đơn giản là đi bộ trên bề mặt, nhặt đá cuội, cát cho các nhà khoa học và bay về. Nhưng trong tương lai, hành tinh này và các hành tinh khác, và Mặt trăng, có thể trở thành những ngôi nhà mới cho con người. Sao Hỏa sẽ không bao giờ tốt cho sự sống như Trái đất ngày nay, nhưng chúng ta sẽ không phải suy đoán về việc Trái đất có biến mất hay không. Trong lịch sử hành tinh đã có những thảm họa tiêu diệt gần như toàn bộ cư dân trên đất liền và trên biển. Một vụ va chạm với sao chổi hoặc thiên thể lớn khác là một sự kiện cực kỳ hiếm gặp, nhưng nếu có điều gì đó xảy ra, chúng ta không thể ngăn chặn nó bằng các công nghệ hiện có. Đây là lập luận mà người sáng lập SpaceX, Elon Musk, đặc biệt đưa ra.

Những người chỉ trích các nhiệm vụ có người lái tin rằng việc đưa robot đến thế giới khác sẽ dễ dàng hơn, rẻ hơn và an toàn hơn. NASA nhớ lại rằng lập luận này đã được thảo luận trên các phương tiện truyền thông từ những năm 1960, nhưng theo các chuyên gia của cơ quan này, ngay cả trong những bộ đồ vũ trụ cồng kềnh, con người cũng có kỹ năng hơn máy móc, điều này mang lại lợi thế. Một ví dụ gần đây là thăm dò InSight. Sau khi hạ cánh trên sao Hỏa vào cuối năm 2018, InSight bắt đầu khoan vào đá, nhưng tảng đá không tự cho phép: nó quá cứng. Các kỹ sư đã cố gắng ấn xuống mũi khoan bằng tay cơ học, nhưng điều này vẫn chưa hiệu quả cho đến nay. Và vào năm 1972, các phi hành gia Harrison Schmitt và Eugene Cernan đã sửa chữa máy bay bằng băng keo khi đứng trong bụi mặt trăng và tiếp tục. Đúng như vậy, sự cố đã xảy ra do sự sơ suất của Cernan. Mặt khác, robot vẫn cảnh giác.

Cũng có những lập luận trần tục ủng hộ chương trình âm lịch mới. Nhờ Apollo, những công nghệ hữu ích hàng ngày đã xuất hiện: giày cho vận động viên, quần áo chống cháy cho lực lượng cứu hộ, tấm pin mặt trời, cảm biến nhịp tim. Chương trình mặt trăng mới sẽ tạo ra nhiều việc làm mới (các nhà phê bình sẽ nói: “Nó sẽ chỉ giữ lại những người còn lại sau khi Apollo) và sẽ trở thành động lực tăng trưởng kinh tế, giúp thiết lập hợp tác quốc tế, và truyền cảm hứng cho trẻ em và thanh thiếu niên muốn trở thành nhà khoa học và kỹ sư. bất kỳ dự án lớn, ấn tượng nào, kể cả trong không gian, nhưng không có phi hành gia.

Làm thế nào để lên mặt trăng

Roscosmos, ESA, Cơ quan Quản lý Không gian Quốc gia Trung Quốc (CNSA) có ý định cử người lên mặt trăng, nhưng họ đều gọi những thuật ngữ mơ hồ. Ở Hoa Kỳ, trở lại năm 1989, Tổng thống George W. Bush đề nghị bắt đầu một chương trình âm lịch mới. Dưới thời con trai ông George W. Bush, NASA đã phát triển một tàu vũ trụ và tên lửa có người lái mới, bao gồm cả việc quay trở lại mặt trăng vào năm 2020. Nhưng dự án gần như đã bị chính quyền Barack Obama cắt đứt hoàn toàn khi có thông tin rõ ràng rằng nó sẽ không được hoàn thành đúng thời hạn.

Một lần nữa, người Mỹ bắt đầu nghĩ về Mặt trăng vào năm 2017, khi Donald Trump ký Chỉ thị về không gian đầu tiên liên quan đến các kế hoạch của Hoa Kỳ bên ngoài Trái đất. Lúc đầu, việc quay trở lại mặt trăng được lên kế hoạch vào năm 2028, nhưng vào tháng 3 năm 2019, Phó Tổng thống Mike Pence đã thông báo hoãn lại: bây giờ NASA phải đến kịp vào năm 2024.

Chương trình mới của Mỹ có tên "Artemis" - để tôn vinh em gái của thần Apollo trong thần thoại cổ đại, một thiếu nữ tàn ác là nữ thần săn bắn, động vật hoang dã, trinh khiết và mặt trăng. Tên nữ cũng gợi nhớ đến một trong những nhiệm vụ được đặt ra - lần đầu tiên một người phụ nữ phải bước lên bề mặt vệ tinh của Trái đất. Có ba mục tiêu chính: quay trở lại, trang bị một căn cứ thường trực và phát triển công nghệ cho chuyến bay đến sao Hỏa.

Sự khác biệt chính giữa Artemis và Apollo là cơ sở hạ tầng lâu dài cho các sứ mệnh trong tương lai. Đầu tiên, NASA muốn lắp ráp trạm Gateway, tương tự như ISS, nhưng nhỏ hơn (40 tấn so với hơn 400 tấn), sẽ bay theo quỹ đạo rất dài, hiện đang đến gần, sau đó di chuyển ra khỏi Mặt trăng. "Cổng" sẽ đóng vai trò là một trụ cột trên đường đến Mặt trăng và quay trở lại Trái đất, và sau đó - tới sao Hỏa hoặc tiểu hành tinh. Bằng cách di chuyển trạm từ quỹ đạo này sang quỹ đạo khác, sẽ có thể chọn địa điểm hạ cánh trên Mặt trăng. Các phi hành gia sẽ có thể dành đến ba tháng trong đó.

Giống như ISS, nhà ga mới sẽ có thiết kế dạng mô-đun. Do thời hạn chặt chẽ trước lần hạ cánh đầu tiên trên bề mặt vệ tinh, "Cổng" sẽ sẵn sàng ở cấu hình tối thiểu: một khối có hệ thống đẩy và khoang phi hành đoàn. Các khối bổ sung sẽ được chuyển từ Trái đất vào năm 2028. Một trong những dự án còn bao gồm một khoang đa năng của Nga để gắn các mô-đun khác. Ngoài Roskosmos, ESA, Cơ quan Nghiên cứu Hàng không Vũ trụ Nhật Bản (JAXA), Cơ quan Vũ trụ Canada (CSA) và các công ty tư nhân muốn xây dựng trạm cùng với NASA.

Để đến được Cổng vào và Mặt trăng, NASA đang làm việc với Boeing và các công ty khác để phát triển một tên lửa siêu nặng mới được gọi là Hệ thống Phóng Không gian (SLS). Vụ phóng thử được cho là sẽ diễn ra vào năm 2017, nhưng nó đã bị hoãn lại nhiều lần và hiện tại nó đã được lên kế hoạch vào nửa cuối năm 2021. Ban đầu, dự án được phân bổ khoảng 11 tỷ đô la, nhưng chi phí đã vượt quá số tiền này. NASA cho biết cho đến nay chỉ có SLS có khả năng mang theo tàu vũ trụ với phi hành gia và hàng hóa, nhưng vào tháng 4 năm 2019, Jim Bridenstine lần đầu tiên thừa nhận rằng tên lửa Falcon Heavy đã được sửa đổi của SpaceX có thể được sử dụng cho ít nhất một số chuyến bay. Trong các tài liệu quảng cáo gần đây của NASA về việc quay trở lại mặt trăng, một "tên lửa thương mại" chưa được đặt tên tình cờ được đề cập đến.

Tàu vũ trụ mà các phi hành gia sẽ bay đang hoạt động tốt hơn. Chuyến bay thử nghiệm không người lái đầu tiên của Orion 4 chỗ diễn ra vào tháng 12 năm 2014, thử nghiệm thành công hệ thống khẩn cấp vào mùa hè năm ngoái và một vụ phóng không người lái khác được lên kế hoạch vào tháng 6 năm 2020, lần này là xung quanh Mặt trăng. Nó cũng đã được chuyển sang nửa cuối năm 2021.

Cuối cùng, khi Orion bay đến Gateway vào năm 2024 trên SLS, các phi hành gia sẽ cần bằng cách nào đó đi vào quỹ đạo thấp, từ đó đến Mặt trăng và quay trở lại trạm. NASA vẫn chưa có mô-đun chỉ huy và xuống giống như mô-đun trong tàu Apollo. Riêng trong tháng 4 năm 2020, cơ quan này đã lựa chọn được ba nhà thầu. SpaceX, Blue Origin và Dynetics đã nhận được tổng cộng 967 triệu đô la và mười tháng để xây dựng các mô-đun trình diễn của họ. Sau đó, cơ quan sẽ chọn một cái tốt nhất - trên đó và bay lên mặt trăng.

Theo các điều khoản của cuộc thi, các công ty tư nhân sẽ phải trả ít nhất 20% tổng chi phí cho dự án của họ. Điều này sẽ làm giảm chi tiêu cho Artemis và số tiền đang tăng lên: vào tháng 6 năm 2019, Jim Bridenstein đã nói về 20-30 tỷ đô la trong 5 năm (Apollo, đã điều chỉnh theo lạm phát, có giá 264 tỷ đô la) và ngay sau đó nói rằng ông hy vọng sẽ cắt giảm chi tiêu với chi phí của các đối tác dưới 20 tỷ đô la. Ngân sách của NASA được Quốc hội thông qua và các dân biểu cũng do dự về việc quay trở lại Mặt trăng, giống như những người Mỹ còn lại.

Điều gì sẽ xảy ra sau năm 2024

Ngay cả khi NASA quản lý để gửi các phi hành gia đến cực nam của mặt trăng vào năm 2024 (băng nước được tìm thấy trong các miệng núi lửa của khu vực này, cần thiết cho các hệ thống hỗ trợ sự sống và sản xuất nhiên liệu), sứ mệnh này sẽ không đạt được các mục tiêu mà Nhà Trắng đã vạch ra.. Mọi người sẽ chỉ đơn giản là thăm vệ tinh, như các phi hành đoàn Apollo đã từng làm, và "sự hiện diện lâu dài" trên và xung quanh mặt trăng sẽ chỉ được thiết lập vào năm 2028.

Cùng với mỗi chuyến thám hiểm, vệ tinh sẽ nhận được thiết bị để nghiên cứu điều kiện bề mặt, nghiên cứu khoa học, thăm dò địa chất, và sau đó là khai thác, xử lý tài nguyên, xây dựng: tàu thăm dò quỹ đạo, rô bốt vượt mọi địa hình, v.v. Nhưng chính xác thì NASA muốn xây dựng cái gì trên mặt trăng vẫn chưa được biết ngay cả trong điều kiện chung.

Mặt khác, nhiều khó khăn đã được biết đến đã cản trở việc tạo ra một căn cứ lâu dài. Mặt trăng không có khí quyển và không có từ trường. Rằng mọi người sẽ chết ngạt nếu không có bộ đồ vũ trụ chỉ là một nửa rắc rối: không có gì sẽ bảo vệ họ khỏi bức xạ và sự thay đổi nhiệt độ hàng trăm độ; tiểu hành tinh sẽ không giảm tốc độ hoặc cháy do ma sát, và do đó có thể làm hỏng thiết bị; ánh sáng không bị phân tán, vì điều này, ảo ảnh quang học sẽ phát sinh.

Một vấn đề khác là bụi mặt trăng, lan rộng và sắc nhọn: các hạt nhỏ dính vào thiết bị và bộ đồ vũ trụ sẽ làm xước kính và dẫn đến hỏng hóc, và khi các phi hành gia cởi quần áo, dính vào mắt và phổi, chúng gây ngứa và theo thời gian, có thể gây ra các vấn đề sức khỏe nghiêm trọng hơn. Cuối cùng, một ngày trên Mặt trăng kéo dài 28 ngày (đó là lý do tại sao chúng ta luôn chỉ nhìn thấy một mặt: vệ tinh tạo ra một vòng quay quanh Trái đất trong cùng một khoảng thời gian), và cơ thể con người không quen với điều này.

Dự án làng mặt trăng của ESA có tính đến những điều kiện này. Người châu Âu muốn gửi các mô-đun, bên cạnh đó những chiếc lều sẽ được bơm căng trên bề mặt và các robot sẽ in thứ gì đó giống như lều tuyết Eskimo xung quanh những chiếc lều này, không phải từ tuyết mà là từ mặt đất. Lớp trên cùng sẽ bảo vệ khỏi thiên thạch và bức xạ, mô-đun sẽ được phân chia bằng các vách ngăn kín để bụi không lọt vào bên trong và hệ thống chiếu sáng có thể được thực hiện để không ảnh hưởng đến nhịp sinh học. Điểm đáng chú ý là đây chỉ là một khái niệm không có tính toán chi tiết và thời hạn. Với nhà ga của Nga thì ngược lại: các yếu tố đầu tiên của căn cứ Mặt Trăng sẽ được triển khai từ năm 2025 đến năm 2035, và việc xây dựng sẽ hoàn thành sau năm 2035, nhưng nó sẽ trông như thế nào thì vẫn chưa rõ.

Tuy nhiên, dù có hay không có căn cứ thì con người cũng sẽ quay trở lại mặt trăng. Có lẽ đây là tính toán chính của chính quyền Donald Trump khi thời hạn cuối cùng bị hoãn đến năm 2024: chỉ còn rất ít thời gian để bạn không thể hủy Artemis. Có thể và cần thiết để tranh luận xem các mục tiêu của lợi nhuận có chính đáng hay không, để chỉ trích chi phí tăng cao, nhưng không ai dự đoán được chương trình âm lịch mới sẽ diễn biến như thế nào. Con người vẫn chưa cố gắng định cư trên một thiên thể khác - và đây sẽ là một sự kiện tạo kỷ nguyên sẽ xảy ra trước mắt chúng ta.