‘Hồi sinh’ dự án máy bay không gian thay thế tên lửa truyền thống

Cụ thể, những năm 1990 NASA đã phát triển dự án máy bay không gian thử nghiệm với kỳ vọng đây sẽ là phương án thay thế chi phí thấp cho các tên lửa đắt đỏ. Dự án mang tên X-33 và được xây dựng dựa trên mô hình SSTO - "Một tầng lên quỹ đạo", một loại tàu vũ trụ có khả năng tái sử dụng hoàn toàn mà không cần đến nhiều tầng như tên lửa thông thường, từ đó giảm đáng kể chi phí phóng.

X-33 được thiết kế để phóng thẳng đứng như tên lửa nhưng có khả năng hạ cánh như máy bay, giúp giảm chi phí phóng mỗi nửa kilogram tải trọng từ 10.000 USD xuống chỉ còn 1.000 USD. Tuy nhiên, đến năm 2001, dự án đã bị tạm dừng do những vấn đề kỹ thuật không thể khắc phục.

Khi đó, Livingston Holder, giám đốc dự án X-33, đồng thời là giám đốc công nghệ tại công ty Radian Aerospace cho biết, ông đã phụ trách dự án X-33, nhưng do chi phí vượt xa dự toán ban đầu nên họ buộc phải ngừng lại. Với những tiến bộ công nghệ hiện nay, ông bày tỏ mong muốn hồi sinh giấc mơ về SSTO.

Holder cho biết, các công nghệ hiện đại đã thay đổi nhiều kể từ thời điểm đó. Vật liệu composite giờ đây nhẹ hơn, bền hơn và động cơ đẩy cũng trở nên hiệu quả hơn, mở ra cơ hội cho một dự án mới mang tên Radian One. Dự án này thay thế hệ thống phóng thẳng đứng truyền thống bằng một phương pháp tiên tiến: hệ thống phóng trượt bằng tên lửa.

Theo giáo sư Jeffrey Hoffman từ Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) và cựu phi hành gia NASA, để vượt qua lực hấp dẫn của Trái Đất và đạt đến quỹ đạo, tên lửa cần đạt tốc độ khoảng 28.100km/h. Việc này đồng nghĩa, 95% khối lượng của tên lửa phải dành cho nhiên liệu thì chỉ để lại 5% cho các thành phần khác. Do đó, các tên lửa truyền thống vẫn cần chia thành nhiều tầng để có thể hoạt động hiệu quả.

SpaceX đã phần nào thay đổi nguyên tắc này với các tên lửa tái sử dụng, chẳng hạn như Falcon 9. Tuy nhiên, giấc mơ SSTO - loại bỏ hoàn toàn các tầng tên lửa - vẫn là mục tiêu xa hơn nhằm cắt giảm triệt để chi phí.

Radian One đưa ra giải pháp sử dụng xe trượt trên đường ray dài 3,2km để giúp máy bay vũ trụ đạt vận tốc Mach 0,7 trước khi khởi động động cơ riêng của nó. Giáo sư Hoffman so sánh hệ thống này với động cơ scramjet - một loại động cơ có khả năng đốt cháy oxy từ không khí thay vì mang theo, từ đó giảm lượng nhiên liệu cần thiết cho giai đoạn tăng tốc ban đầu, một yếu tố quan trọng để SSTO trở nên khả thi.

Dự án Radian One kết hợp ba tiến bộ công nghệ chính: Hệ thống phóng trượt, bánh đáp nhẹ và cánh máy bay. Trong đó, cánh máy bay giúp tạo lực nâng, giảm lực đẩy cần thiết khi tàu vũ trụ di chuyển lên quỹ đạo, một yếu tố không xuất hiện trong thiết kế tên lửa thông thường.

Khi đã lên quỹ đạo, tàu vũ trụ của Radian sẽ hoạt động tương tự như tàu con thoi của NASA, nhưng với kích thước nhỏ gọn hơn và khả năng tái sử dụng lên đến 100 lần. Tàu có thể chở từ 2-5 phi hành gia và thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau, từ quan sát Trái Đất cho đến hỗ trợ các hoạt động quân sự.

Ngoài việc phóng vệ tinh vào quỹ đạo, Radian One còn có tiềm năng phục vụ trong các hoạt động nhân đạo, như thả hàng hóa cứu trợ tại các khu vực bị thiên tai, nơi mà đường băng không thể hoạt động. Dự kiến, các cuộc thử nghiệm đầu tiên sẽ được tiến hành vào năm 2028, hứa hẹn mang lại bước đột phá lớn cho ngành công nghiệp hàng không vũ trụ.

>> 'Siêu chiến hạm' lớn bậc nhất thế giới do CEO gốc Việt điều hành chế tạo: Giá trị gần 13 tỷ USD, trang bị 2 lò phản ứng hạt nhân, có thể mang tới 75 máy bay chiến đấu