Vì sao NASA không còn sản xuất tàu con thoi để khám phá không gian?

Tàu con thoi là một loại phương tiện vũ trụ được thiết kế để chở hàng hoặc con người vào không gian.

Tàu con thoi chúng ta nói ở đây chính là tàu vũ trụ chở hàng có người lái ở quỹ đạo Trái đất thấp, có thể tái sử dụng, bao gồm STS của NASA. Vào ngày 21 tháng 7 năm 2011, Atlantis đã thành công quay trở lại Trung tâm Vũ trụ Kennedy ở Cape Canaveral, Florida sau khi thực hiện thành công sứ mệnh tàu con thoi cuối cùng của NASA (STS-135), phục vụ Hoa Kỳ trong khoảng thời gian 30 năm. Nó từng viết nên một chương huy hoàng không thể nào quên cho công cuộc khám phá không gian của nhân loại, nhưng ở thời điểm hiện tại, những điều đó đã bị xếp vào lịch sử.

Vậy tại sao kỷ nguyên của tàu con thoi lại kết thúc?

Các tàu con thoi đã được rút khỏi các hoạt động sau khi kết thúc chuyến bay cuối cùng của Atlantis vào năm 2011.

1. Chi phí quá cao

Vào giữa thế kỷ trước, chương trình Apollo đã đạt được những thành công rực rỡ, nhưng tên lửa khổng lồ Saturn V (có mức giá lên tới 180 triệu USD) dùng để đáp xuống Mặt trăng thì không thể tái sử dụng. Vì vậy Hoa Kỳ bắt đầu phát triển một loại tàu vũ trụ có thể tái sử dụng, nhằm cung cấp một loại phương tiện chi phí thấp để đưa con người và hàng hóa lên quỹ đạo của Trái đất.

Và thế là dự án tàu con thoi được ra đời. Tuy nhiên mọi thứ lại diễn ra hoàn toàn nằm ngoài tính toán ban đầu của các nhà khoa học. Chi phí trung bình cho mỗi lần phóng tàu con thoi là 450 đến 800 triệu USD. Chi phí của lần phóng cuối cùng vào năm 2011 là 1,5 tỷ USD và toàn bộ dự án đã tiêu tốn hoàng gần 30 tỷ USD, nhiều hơn rất nhiều so với những ước tính ban đầu. Những chi phí cơ bản bao gồm:

• Hai tàu con thoi, một phóng và một ở chế độ chờ;
• Hộp đựng nhiên liệu dùng một lần,trị giá 78 triệu USD mỗi chiếc;
• Phí nạp bình nhiên liệu, 1,4 triệu USD mỗi lần;
• Tên lửa đẩy rắn được tân trang lại hoàn toàn với giá 46 triệu USD một cặp;
• Bảo trì, 200 triệu USD mỗi chuyến bay;
• Chi phí lắp ráp VAB, vận chuyển đến bệ phóng, lắp đặt trọng tải, bảo trì chờ phóng, chi phí lao động,...

Tổng chi phí để gửi 1 kg hàng hóa lên quỹ đạo Trái đất sẽ rơi vào khoảng 54.000 USD. Theo đó việc phóng vệ tinh lên quỹ đạo sẽ tiết kiệm hơn rất nhiều khi sử dụng tên lửa truyền thống (với chưa đến 3.000 USD cho mỗi kg).

Tàu con thoi không bao giờ thực hiện được lời hứa về khả năng tiếp cận không gian với chi phí thấp.

Tiền đề chính của ước tính chi phí thấp khi dự án tàu con thoi được thành lập là tàu vũ trụ có thể bay trở lại Trái đất để giảm thiểu các chi phí như phát triển, sản xuất, bảo trì,...

Từ hoạt động thực tế sau đó, thời gian quay vòng nhanh nhất trong lịch sử của chương trình tàu con thoi là 54 ngày. Sau thảm họa Challenger, thời gian quay vòng nhanh nhất của tàu con thoi là 88 ngày, gần gấp 10 lần so với những ước tính ban đầu.

Thời gian quay vòng lâu hơn có nghĩa là ít chuyến bay được phóng đi hơn (kế hoạch ban đầu là 100 lần cho mỗi tàu con thoi, nhưng trên thực tế, ba chiếc tàu con thoi chỉ thực hiện được từ 25 đến 39 chuyến bay). Bởi vậy tàu con thoi không bao giờ thực hiện được lời hứa về khả năng tiếp cận không gian với chi phí thấp.

2. Vấn đề an toàn

Trên thực tế, trong lịch sử từng có hai vụ tai nạn tàu con thoi, ngoài việc chúng ta bị mất 2 tàu con thoi đó thì nó còn cướp đi sinh mạng của 14 phi hành gia. Mặc dù tỷ lệ phóng thất bại của tàu con thoi cũng chỉ tương tự như tỷ lệ hỏng hóc của các phương tiện phóng khác, nhưng rủi ro này lại mang lại thiệt hại quá lớn về kinh tế. Bởi vậy điều này lại một lần nữa khiến cho công chúng mất hết niềm tin đối với tàu con thoi.

Lý do hủy bỏ chương trình là chi phí cao cho các nhiệm vụ và hai thảm kịch đã giết chết 14 phi hành gia: vụ nổ của Challenger khi phóng vào ngày 28 tháng 1 năm 1986 và thảm họa với Columbia, đã tan rã khi quay trở lại bầu khí quyển Trái đất vào năm 2003.

Trên thực tế có 3 loại tàu con thoi khác nhau. Tàu con thoi của Hoa Kỳ được tinh gọn để bay lên quỹ đạo của Trái đất và sau đó, động cơ cốt lõi của tàu con thoi sẽ được lắp đặt trên quỹ đạo để giảm chi phí bằng cách tái sử dụng động cơ chính. Tàu con thoi Blizzard của Liên Xô về cơ bản hoàn toàn dựa vào tên lửa đẩy siêu năng lượng để mang nó lên bầu trời, không có động cơ chính trên quỹ đạo, thay vào đó nó chỉ có một động cơ điều động quỹ đạo nhỏ được sử dụng để thực hiện việc đưa vào quỹ và di chuyển. Nó là một tàu vũ trụ đa năng có người lái và có thể chở hàng hóa quy mô lớn, có thể được tái sử dụng. Loại cuối cùng là tàu con thoi Hermes ở châu Âu, được đặt hoàn toàn trên đỉnh tên lửa và phóng vào không gian như tàu vũ trụ có người lái, phiên bản cuối cùng của nó sẽ loại bỏ hoàn toàn khoang tải và tập trung vào vai trò là tàu vũ trụ có người lái có thể tái sử dụng. Ngay cả cổng kết nối, khóa khí đi bộ ngoài không gian và các động cơ điều khiển quỹ đạo cũng được đặt trong một mô-đun tài nguyên phía sau có thể tháo rời và loại bỏ trước khi quay trở lại Trái đất. Điểm chung của ba tàu con thoi này là chúng phóng thẳng đứng, sau đó có thể quay trở lại Trái đất và hạ cánh theo chiều ngang trên đường băng của sân bay.

• Vì sao nước Mỹ lại hứng chịu nhiều thảm họa thời tiết hơn mọi nơi trên thế giới?
• Nhanh, cơ động và hỏa lực mạnh, tại sao tàu cánh ngầm lại bị "chê" bởi Hải quân Mỹ?
• Vì sao một số chỗ ngồi trên máy bay không bao giờ tồn tại?

Từ khóa liên quan:

tàu con thoi

lý do kỷ nguyên tàu con thoi kết thúc

chi phí đắt đỏ

vụ nổ Challenger

Tàu con thoi của mỹ

Tàu con thoi Blizzard

tàu con thoi Hermes