NASA và tương lai của ngành hàng không vũ trụ

Like Pandora.vn để được cập nhật tin công nghệ chuyên sâu và nóng hổi!

 

Nhân chuyến thăm và làm việc của Giám đốc Cơ quan Hàng không vũ trụ Hoa Kỳ, ông Charles F. Bolden, Jr tại Việt Nam, xin giới thiệu những hướng đi mới của NASA trong tương lai.

Giám đốc NASA làm việc tại Việt Nam

NASA qua những con số Cơ quan Hàng không vũ trụ Mỹ (NASA) nhận ngân sách thăm dò vũ trụ lớn nhất thế giới. NASA có ngân sách lớn nhất thế giới phục vụ công tác thăm dò vũ trụ và nghiên cứu robot (khoảng 17 tỷ USD/năm). Cơ quan này được Quốc hội Mỹ thành lập vào ngày 29.7.1958 để đáp lại sự vươn lên của Liên Xô trong cuộc chạy đua chinh phục không gian. Trước đó một năm (ngày 4.10.1957), Liên Xô phóng vệ tinh nhân tạo đầu tiên (tên là Sputnik 1) vào vũ trụ. NASA chính thức hoạt động vào ngày 1.10.1958. Khoảng 19.000 người làm việc tại tổng hành dinh của NASA tại thủ đô Washington và tại 10 trung tâm chỉ huy trên khắp nước Mỹ. Ngoài ra, 40.000 nhà thầu cũng làm việc cho cơ quan này.

Cơ sở nổi tiếng nhất của NASA là Trung tâm Vũ trụ Kennedy ở TP Cape Canaveral thuộc bang Florida, nơi các tàu con thoi được chuẩn bị và phóng đi. Trung tâm Vũ trụ Johnson ở TP Houston, bang Texas cũng nổi tiếng không kém vì đó là nơi đặt trung tâm điều khiển tàu con thoi và Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS). Phòng thí nghiệm Chuyển động Phản lực ở TP Pasadena, bang California là nơi NASA thiết kế các chương trình khám phá sao chổi, sao Hỏa và các hành tinh khác trong hệ mặt trời.

Chương trình Apollo được tiến hành từ năm 1961 tới năm 1975 với mục đích đưa con người lên mặt trăng rồi đưa họ trở về trái đất an toàn. Ngày 10.7.1969, tàu Apollo 11, hạ cánh an toàn trên mặt trăng, đưa hai người đầu tiên lên mặt trăng - Neil Armstrong và Buzz Aldrin. Sáu chuyến bay thuộc chương trình Appollo đem về trái đất gần 400 kg mẫu vật để thí nghiệm, khảo sát về đất đá, địa chấn, nhiệt, từ trường, gió mặt trời…

Ngoài các chuyến tàu Apollo lên mặt trăng và việc xây dựng ISS thông qua hành trình của nhiều tàu con thoi, NASA đã thực hiện một loạt chương trình khoa học, bao gồm việc sửa chữa kính thiên văn Hubble – thiết bị đã làm nên cuộc cách mạng trong lĩnh vực thiên văn học.

Skylab (Phòng thí nghiệm bầu trời) là trạm vũ trụ đầu tiên mà Mỹ đưa vào quỹ đạo. Từ năm 1973 đến 1979, trạm nặng 75 tấn này ở trên quỹ đạo trái đất với mục đích nghiên cứu khoảng cách và lực hấp dẫn ngoài hệ mặt trời. Phi hành đoàn ghé thăm Trạm vũ trụ Skylab 3 lần vào năm 1973 và 1974.

Hướng đi mới của NASA
Trung tâm vũ trụ Kennedy
Apollo-Soyuz là chuyến bay vũ trụ chung đầu tiên của Mỹ và Liên Xô. Chương trình này diễn ra vào tháng 7.1975. Mỹ và Nga là 2 đối tác lớn nhất của trạm vũ trụ lớn nhất – ISS. NASA không thể kham nổi việc phát triển ISS một mình vì chi phí cho trạm này vượt con số 100 tỷ USD. Từ cuối thập niên 70 đến những năm 80 của thế kỷ trước, NASA tập trung vào chương trình tàu con thoi. Thập niên 1990 là thời điểm khó khăn của cơ quan này vì Quốc hội Mỹ thắt lưng buộc bụng, dành ít ngân sách cho chương trình chinh phục vũ trụ. Để đáp lại, tổng quản (quan chức cao nhất của NASA, đóng vai trò cố vấn khoa học vũ trụ cho tổng thống) đời thứ 9, Daniel Goldin, tiên phong trong cách tiếp cận “nhanh hơn, tốt hơn, rẻ hơn”, cho phép cơ quan này cắt giảm chi phí mà vẫn tiến hành được nhiều chương trình nghiên cứu không gian. Tính đến tháng 12.2006, NASA tiến hành 116 vụ phóng tàu thành công.

Kể từ năm 2004, NASA tổ chức các chuyến bay tới sao Hỏa với sự tham gia của cặp robot song sinh Spirit (Tinh thần) và Opportunity (Cơ hội). Tháng 6.2008, NASA phóng tàu thăm dò Phoenix (Phượng hoàng) và sau đó khẳng định rằng nước có mặt trên hành tinh Đỏ. Tháng 9.2007, tổng quản NASA là Michael D. Griffin tuyên bố rằng, cơ quan này có kế hoạch đưa một người lên sao Hỏa vào năm 2037.

Gần đây, NASA tập trung vào chương trình Constellation (Chòm sao), theo đó tàu Orion (Sao Thiên lang) dự kiến đưa công dân Mỹ lên mặt trăng vào năm 2020, rồi lên sao Hỏa vào những năm sau đó. Chương trình hiện nay của NASA gồm khảo sát chuyên sâu về sao Hỏa và sao Thổ, cũng như nghiên cứu trái đất và mặt trời. Các hoạt động của NASA bao phủ hơn nửa hệ mặt trời, gồm cả chương trình bay tới sao Thủy, sao Diêm vương, sao Mộc. Năm 2011, một phiên bản tàu thăm dò cải tiến với kích thước lớn hơn tên là Mars Science Laboratory (Phòng thí nghiệm khoa học Hỏa tinh) dự kiến được phóng vào vũ trụ.

Chương trình New Horizons (Chân trời mới) nhằm khám phá sao Diêm vương (hành tinh trong hệ mặt trời xa mặt trời nhất) được khởi động từ năm 2006 và sẽ bay tới hành tinh này vào năm 2015. Vision for Space Exploration (Tầm nhìn thám hiểu không gian) là chính sách không gian của Mỹ được Tổng thống Mỹ George W. Bush công bố ngày 14.1.2004, theo đó vào năm 2018, con người sẽ trở lại mặt trăng và lập tiền đồn kiên cố để chuẩn bị nguồn lực cho các chuyến bay tiếp theo. Khẩu hiệu của NASA là “For the Benefit of All” (Vì lợi ích của mọi người).

Nasa sang trang mới

Năm 2011, Quốc hội Mỹ thông qua dự luật mới cho phép Cơ quan Hàng không – Vũ trụ (NASA) đi theo định hướng mới do Tổng thống Barack Obama vạch ra và từ bỏ những kế hoạch cũ có từ thời Tổng thống George Bush.

Cụ thể, NASA không theo kế hoạch đưa phi công vũ trụ trở lại mặt trăng vào năm 2020, mà đưa tàu thăm dò đến một tiểu hành tinh vào năm 2025 và đến sao Hỏa vào những năm 30 của thế kỷ này. Ngày 1.10 vừa qua, NASA kỷ niệm 52 năm chính thức hoạt động với nhiệm vụ đưa người vào không gian và thám hiểm vũ trụ. Coi dự luật vừa được phê chuẩn là quà sinh nhật, các nhà lãnh đạo của NASA có một cái nhìn rõ ràng hơn về hướng đi mới của cơ quan. “Việc làm của Quốc hội tại thời điểm này là rất quan trọng, bởi vì NASA đang thực sự tìm hướng đi cho tương lai”, Phó giám đốc NASA Lori Garver nói.

Từ bỏ tàu con thoi

Tuy nhiên, NASA vẫn đang trong giai đoạn chuyển đổi đầy khó khăn. Cơ quan này dần từ bỏ chương trình tàu con thoi được coi là điểm sáng quốc gia trong 30 năm qua. Hai chương trình phóng tàu con thoi đã được lên kế hoạch và chương trình thứ ba được phê chuẩn cùng với dư luật mới trước khi đội tàu bay theo quỹ đạo (ba chiếc) nghỉ hưu vĩnh viễn.

Hướng đi mới của NASA
Cap-xun tư nhân Dragon nhìn từ Trạm vũ trụ quốc tế ISS vào ngày 28/11/2012
Vì chương trình tàu con thoi chấm dứt nên một loạt công việc tại NASA và các nhà thầu sẽ bị mất đi. Ngày 1-10, gần 1.400 công nhân của một nhà thầu NASA là United Space Alliance (liên doanh giữa Boeing và Lockheed Martin) bị cho nghỉ việc. Trước đó một ngày, Lockheed Martin, công ty xây bể chứa nhiên liệu ngoài gồm 15 tầng cho đội tàu con thoi, tuyên bố rằng hãng đã hoàn thành nhiệm vụ sản xuất bể chứa nhiên liệu sau 37 năm.

Lockheed Martin xây dựng các bể chứa nhiên liệu màu da cam tại Nhà máy Lắp ráp Michoud ở thành phố New Orleans thuộc bang Louisiana. Đầu năm 2010, nhà máy có 1.438 nhân viên. Đầu tháng 10, lực lượng lao động của nhà máy chỉ còn 600, lãnh đạo của Lockheed cho biết. “Rõ ràng rằng NASA đang trong quá trình chuyển đổi. Quá độ là thời điểm khó khăn, đặc biệt đối với người bị mất việc. Nhưng tôi lạc quan rằng, một khi qua được thời kỳ quá đó, chương trình thăm dò vũ trụ nói riêng và NASA nói chung sẽ mạnh mẽ hơn”, cựu phi hành gia Leroy Chiao nhận xét. Ông từng làm việc cho Ủy ban Augustine – đơn vị giúp định hình kế hoạch không gian mới của Tổng thống Obama.

Con đường mới cũng tạo nền tảng vững chắc cho quan hệ đối tác chặt chẽ hơn giữa NASA và các công ty thương mại hoạt động trong lĩnh vực hàng không – vũ trụ. Theo dự luật mới được thông qua, Mỹ khuyến khích đổ tiền đầu tư phát triển tàu vũ trụ tư nhân có thể đưa phi công vũ trụ tới và rời khỏi Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS), một khi chương trình tàu con thoi bị dỡ bỏ hoàn toàn. Những thay đổi này sẽ định hình tương lai của các chuyến bay vũ trụ trong những thập kỷ tới, một số chuyên gia về chương trình không gian nói. “Tôi nghĩ NASA đang ở ngã tư đường. Quyết định mới có thể chi phối những chuyến bay vũ trụ có người lái trong 25 – 30 năm nữa”, Roger Launius, người quản lý lĩnh vực lịch sử vũ trụ tại Bảo tàng Hàng không và Vũ trụ Quốc gia Smithsonian, nói.

Tàu vũ trụ tư nhân

Theo các chuyên gia trong ngành, quá khứ lừng lẫy của NASA, đặc biệt là kỷ lục chương trình đầu tiên đưa con người lên mặt trăng, khiến hoạt động trong tương lai khó vượt qua được. “Khi nhìn lại những gì chúng ta đạt được trong 52 năm đầu tiên, chúng ta thấy một chút nản chí. Tôi nghĩ, không còn nghi ngờ gì về việc NASA vượt qua người Nga trong cuộc đua tới mặt trăng là một thành tựu đỉnh cao. Theo tôi, đây mới chỉ thực sự bắt đầu”, Phó giám đốc NASA, bà Lori Garver nói.

Tháng 7.1969, tàu Apollo 11 đáp xuống mặt trăng, đưa hai người đầu tiên trên thế giới lên chơi với chị Hằng, tác động mạnh mẽ đến cả một thế hệ. Nhiều người đã gia nhập NASA. “Khi tàu Apollo 11 hạ cánh xuống mặt trăng, tôi mới 8 tuổi. Sự kiện đó khiến tôi mơ ước trở thành phi công vũ trụ và thôi thúc cả một thế hệ hiện thực hóa giấc mơ. Vào thời kỳ đó, không ai trong số chúng tôi nghĩ rằng mình sẽ tới sao Hỏa”, cựu phi hành gia Leroy Chiao kể lại.

Hiện nay, NASA hướng tới tương lai gần, thời điểm không thể đưa người vào vũ trụ sau khi kỷ nguyên tàu con thoi chấm dứt. Trong giai đoạn đó, Mỹ sẽ dựa vào vận tải vũ trụ của Nga cho đến khi Mỹ có các chuyến bay thương mại đưa người vào không gian. “Tuy nhiên, tôi vẫn lạc quan rằng, chúng ta sẽ chiếm lại ngôi đầu trong việc đưa người vào không gian, dù chúng ta chậm nhịp vài năm”, ông Chiao nói.

Chiao nói rằng, ông hy vọng những con tàu vũ trụ tư nhân sớm xuất hiện để nhận trách nhiệm đưa các phi hành gia vào quỹ đạo gần trái đất. Trong trường hợp đó, NASA có thể tập trung vào việc thăm dò vũ trụ một cách chuyên sâu.

Lori Garver nói rằng, bà tin chắc điều đó sẽ thành hiện thực trong nửa thế kỷ tới. “Vì chúng ta dùng con người và robot thăm dò bên ngoài quỹ đạo gần trái đất, nên các đích đến sẽ gồm cả chuyến bay tới tiểu hành tinh mà tổng thống đã vạch ra cho năm 2025. Tôi nghĩ rằng, 52 năm là khoảng thời gian đủ cho chúng ta phát triển năng lực để có sức tới những đích đến hấp dẫn hơn”, Phó giám đốc NASA nhận định.

NASA và kính viễn vọng trong mơ

Theo đề xuất của Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia Mỹ, một trong những ưu tiên hàng đầu của NASA trong thập kỷ tới là đầu tư 1,6 tỷ USD để nghiên cứu năng lượng tối (năng lượng ẩn chứa trong không gian trống rỗng của vũ trụ), săn tìm những hành tinh giống trái đất, và nghiên cứu các ngôi sao cũng như thiên hà.

Chương trình thám hiểm không gian trọng tâm là phóng lên vũ trụ kính thiên văn khảo sát hồng ngoại trường rộng (WFIRST) vào năm 2020 và hoạt động ở quỹ đạo trọng lực ổn định cách trái đất khoảng 1,5 triệu km. Giống như kính viễn vọng không gian James Webb (JWST) được đưa vào cùng vị trí trong không gian vào năm 2014, WFIRST sẽ nhạy cảm với ánh sáng hồng ngoại. Tuy nhiên, kính thiên văn này sẽ có trường nhìn rộng hơn, cho phép quan sát bầu trời theo từng mảng lớn.

1 mũi tên trúng 3 đích

WFIRST sẽ nghiên cứu năng lượng tối hiện chiếm hơn 70% tổng vật chất và năng lượng của vũ trụ, và đang làm tăng tốc sự giãn nở của không gian. Kính thiên văn này cũng khảo sát các hành tinh ngoài thiên hà, và đóng vai trò công cụ đa năng để nghiên cứu các chủ đề như cấu trúc của dải ngân hà. “Đó là một bộ phần cứng có thể thực hiện ba nhóm nhiệm vụ quan sát”, Marcia Rieke công tác tại Trường Đại học Arizona, một trong các phó chủ tịch của Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia Mỹ, nhận xét.

Wendy Freedman, nhà khoa học công tác tại đài thiên văn của Viện Carnegie ở bang California (Mỹ), nói: “Tôi nghĩ rằng sứ mệnh của WFIRST là một giải pháp sáng tạo nhằm cùng lúc giải quyết vấn đề năng lượng tối và hành tinh ngoài hệ mặt trời”. WFIRST sẽ sử dụng ba kỹ thuật khác nhau để nghiên cứu năng lượng tối. Cả ba kỹ thuật này sẽ đo lường xem vũ trụ tăng kích thước nhanh như thế nào trong hàng tỷ năm qua. Trong khoảng thời gian 5 năm, kính thiên văn này sẽ tìm hiểu khoảng 2.000 vụ nổ tinh tú để xác định lượng ánh sáng của chúng bị sự giãn nở của không gian kéo căng.

WFIRST cũng sẽ tìm hiểu việc phân bố vật chất trên bầu trời được định hình ngay sau khi vụ nổ lớn (Big Bang) diễn ra. Cuối cùng, kính thiên văn này sẽ theo dõi khoảng 2 tỷ thiên hà để nghiên cứu xem ánh sáng của chúng bị bẻ cong như thế nào, bởi vì việc phân bố vật chất trên quy mô lớn có thể tiết lộ sự cân bằng giữa tác động cạnh tranh của trọng lực và năng lượng tối.

WFIRST cũng sẽ được sử dụng để tìm kiếm những hành tinh ở khu trung tâm dải ngân hà đầy rẫy ngôi sao. Ánh sáng từ một ngôi sao nền có thể bị lực hấp dẫn uốn cong và bị một ngôi sao gần đó khuyếch đại. Kỹ thuật nhạy cảm với các tiểu hành tinh này có thể cho phép các nhà thiên văn học đo lường độ phổ biến của các hành tinh có kích thước tương tự trái đất ở những khoảng cách khác nhau tính từ ngôi sao chủ.

WFIRST dựa trên thiết kế của Sứ mệnh năng lượng tối - một dự án hợp tác giữa NASA và Bộ Năng lượng Mỹ. Dự án định hình năm 2003 và dự kiến được thực hiện từ năm 2009. Tuy nhiên, dự án bị đình lại vì các ước tính chi phí không thực tế và ngân sách eo hẹp.

Thiếu vốn đầu tư

Ngân sách tiếp tục là vấn đề đối với các chương trình thiên văn được thực hiện trong thập kỷ tới. Chương trình kính viễn vọng không gian James Webb cần vốn đầu tư lên tới 5 tỷ USD nên khó tìm được nguồn tài chính để thực hiện các sứ mệnh mới trong ngắn hạn. “Chúng tôi không rõ là nguồn nào sẽ dành cho chương trình vật lý học thiên thể”, J. D. Harrington, phát ngôn viên của NASA, nói.

Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia Mỹ đề xuất tăng ngân sách cho chương trình NASA tài trợ các nhiệm vụ nhỏ hơn, ví dụ kính thiên văn hồng ngoại WISE đã vào quỹ đạo. Ngoài ra, nên ưu tiên cho Ăng ten không gian giao thoa laser - máy phát hiện sóng trọng lực tàu vũ trụ - mà Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) đang xem xét. Hội đồng cũng đề xuất hỗ trợ công nghệ phát triển kính thiên văn X-quang độ phân giải cao gọi là Đài thiên văn X-quang Quốc tế. Đài thiên văn này sẽ được xây dựng với sự tham gia của ESA và Cơ quan Thám hiểm Không gian của Nhật Bản (JAXA).

Báo Đất Việt - Khoa học
  • Xem tiếp bài có từ khóa
  • NASA