Nhiều người bạn có thể dùng trí tưởng tượng của mình để chuyển sang kênh khoa học viễn tưởng, tự hỏi liệu "cổng không gian sâu" có phải là cổng xuyên không gian huyền thoại không? Tôi ngưỡng mộ và trân trọng những người bạn có tầm nhìn xa trông rộng này, nhưng tôi cũng cần phải dội một gáo nước lạnh vào họ và đưa họ trở về với thực tế.
Bởi vì cái gọi là "cổng không gian sâu thẳm" là thứ gì đó trong thực tại của chúng ta, nó là cánh cổng truyền tải từ thực tại này sang thực tại khác. "Cổng" này đã bắt đầu được xây dựng và có thể sẽ bắt đầu lắp ráp vào năm tới. Cái gọi là "Cổng không gian sâu" này là một trạm vũ trụ quỹ đạo mặt trăng mới được xây dựng. Một số người gọi trạm vũ trụ này là "Cổng không gian sâu" trong khi những người khác gọi là "Cổng không gian sâu". Bài viết này tạm thời sử dụng thuật ngữ "cổng không gian sâu" và gọi tắt là "portal".
Trạm vũ trụ Deep Space Gateway trông như thế nào?
Trước hết, đừng nghĩ rằng “cổng thông tin” có vẻ khoa trương này sẽ rất lớn và hoành tráng. Trên thực tế, “cổng thông tin” này rất nhỏ. Nó không chỉ nhỏ hơn nhiều so với Trạm vũ trụ quốc tế mà còn nhỏ hơn cả trạm vũ trụ của đất nước chúng ta.
NASA (Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc gia) đã công bố một bộ ảnh về "Cổng vào" này trên trang web của mình, cho thấy cảnh tượng phóng tàu lên Mặt Trăng năm 2024 sẽ như thế nào (xem hình ảnh trên). Về mặt hình thức, "Cổng" này có hình dáng giống một Trạm vũ trụ quốc tế thu nhỏ. Nó chủ yếu bao gồm bốn mô-đun, cụ thể là: mô-đun đẩy điện, mô-đun sinh hoạt, mô-đun hậu cần hàng hóa và mô-đun hoạt động ngoài xe.
Một số người cho rằng nếu so sánh Trạm vũ trụ quốc tế với một khách sạn sang trọng thì Gateway giống như một quán trọ ven đường. Những người khác so sánh Trạm vũ trụ quốc tế với một căn hộ sáu phòng ngủ, trong khi Gateway chỉ là căn hộ một phòng ngủ. Theo cách này, mọi người sẽ có khái niệm trực quan hơn về "cổng thông tin" này.
Không gian bên trong của "Gateway" tương đối hẹp và chỉ có thể chứa tối đa bốn phi hành gia làm việc bên trong, và họ chỉ có thể chia sẻ một số tiện nghi sinh hoạt. Tất nhiên, đây chỉ là sự khởi đầu. Với việc xây dựng tiếp theo, trạm vũ trụ cửa ngõ này có thể kết nối với nhiều cabin hơn và do đó sẽ ngày càng lớn hơn.
Các quốc gia tham gia xây dựng Cổng không gian sâu và cách thức hoạt động của nó
Trạm vũ trụ Deep Space Gateway thực chất tiếp tục mô hình hợp tác của Trạm vũ trụ quốc tế. Dự án này vẫn do Hoa Kỳ dẫn đầu và có sự tham gia của 16 quốc gia, bao gồm cả Nga, quốc gia từng đe dọa sẽ rút khỏi hợp tác Trạm vũ trụ quốc tế. 16 quốc gia này là Hoa Kỳ, Nga, 11 quốc gia thành viên Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (Pháp, Đức, Ý, Vương quốc Anh, Bỉ, Đan Mạch, Hà Lan, Na Uy, Tây Ban Nha, Thụy Điển, Thụy Sĩ), Nhật Bản, Canada và Brazil.
Trong quá trình xây dựng trạm vũ trụ Deep Space Gateway, việc phân chia nhiệm vụ xây dựng do các quốc gia đảm nhiệm được thực hiện như sau:
Mô-đun năng lượng và động cơ đẩy (PPE) được Hoa Kỳ chế tạo; mô-đun liên lạc và tiếp nhiên liệu (ESPRIT) được ESA chế tạo; mô-đun phát triển và sử dụng được xây dựng bởi Hoa Kỳ; mô-đun sinh hoạt quốc tế được ESA và Nhật Bản chung tay xây dựng; mô-đun cung cấp hàng hóa được Hoa Kỳ và Nhật Bản xây dựng; cánh tay robot được Canada chế tạo; mô-đun sống của Hoa Kỳ được xây dựng bởi Hoa Kỳ; khoang kín đa năng được Nga chế tạo; tàu vũ trụ Orion được Hoa Kỳ chế tạo; và mô-đun dịch vụ Orion được ESA xây dựng. (Xem hình ảnh ở trên)
Đánh giá từ các nhiệm vụ do nhiều quốc gia thực hiện, "Cổng thông tin" trong tương lai sẽ phức tạp hơn nhiều so với bốn mô-đun hiện đang được trưng bày. Trên trạm vũ trụ này, có thể kết nối với tàu vũ trụ khổng lồ Starship của Musk, "xe buýt" chính của NASA giữa Trái Đất và Mặt Trăng, tàu vũ trụ Orion và tàu vũ trụ của Nga. (Hình ảnh bên dưới)
Các cuộc đổ bộ có người lái lên Mặt Trăng trong tương lai sẽ hoàn toàn thay đổi mô hình đổ bộ có người lái lên Mặt Trăng trong thế kỷ trước. Phương thức hạ cánh xuống Mặt Trăng trong thế kỷ trước là: trực tiếp đưa tàu vũ trụ có tàu đổ bộ riêng lên, sau đó thả tàu đổ bộ xuống Mặt Trăng, rồi đón các phi hành gia, vào tàu vũ trụ, bỏ lại mô-đun Mặt Trăng và bay trở về Trái Đất.
Chế độ hạ cánh trên Mặt Trăng sau "Cổng" là: sử dụng tàu vũ trụ để đưa các phi hành gia đến "Cổng", sau đó sử dụng tàu con thoi để đón các phi hành gia và hàng hóa từ cổng và hạ xuống Mặt Trăng để hoàn thành nhiệm vụ, sau đó sử dụng tàu con thoi để đưa người hoặc hàng hóa trở lại "Cổng", và sau đó sử dụng tàu vũ trụ để đưa người trở về Trái Đất.
Hiện tại đã cơ bản được xác nhận rằng tàu vũ trụ sẽ đón các phi hành gia từ Trái Đất đến "Cổng kết nối" trong tương lai sẽ là tàu Orion do NASA phát triển, có thể vận chuyển 6 phi hành gia cùng một lúc; và tàu vũ trụ sẽ thực hiện nhiệm vụ đưa đón từ "Cổng" đến bề mặt Mặt Trăng là tàu vũ trụ khổng lồ SN của SpaceX do Musk điều hành, một con tàu khổng lồ có thể chở 100 hành khách hoặc 100 tấn hàng hóa cùng một lúc.
Nếu "Gateway" vẫn không thể thực hiện nhiệm vụ ghép nối vào thời điểm đó, tàu vũ trụ SN sẽ ghép nối trực tiếp với tàu vũ trụ Orion.
SpaceX đã ký hợp đồng trở thành nhà cung cấp duy nhất tàu đổ bộ lên Mặt Trăng cho chương trình Artemis của NASA, vì vậy tàu vũ trụ khổng lồ của Musk có khả năng sẽ trở thành tàu con thoi giữa bề mặt Mặt Trăng và "Cổng vào". Vào thời điểm đó, một hiện tượng kỳ diệu sẽ xuất hiện phía trên mặt trăng. Tàu vũ trụ SN khổng lồ sẽ kết nối với "Gateway" mỏng hoặc thậm chí với tàu vũ trụ Orion nhỏ bé, trông sẽ rất kỳ lạ. (Hình ảnh trên: Tàu vũ trụ SN đang kết nối với Orion)
Kế hoạch xây dựng và tiến độ của trạm vũ trụ Deep Space Gateway
Chương trình Artemis là chương trình không gian có người lái được chính phủ Hoa Kỳ tài trợ. Mục tiêu của dự án là đưa các phi hành gia lên Mặt Trăng một cách an toàn và trở về vào năm 2024, thiết lập cơ chế cư trú bình thường trên Mặt Trăng và quỹ đạo Mặt Trăng, đồng thời chuẩn bị cho sứ mệnh hạ cánh có người lái trên Sao Hỏa vào khoảng năm 2033.
Việc xây dựng "Cổng kết nối" là một hạng mục phụ của chương trình Artemis và là một mắt xích quan trọng. Theo kế hoạch mà NASA công bố, thời gian xây dựng sẽ bắt đầu vào năm 2019 và cơ bản hoàn thành vào năm 2026. Chúng tôi nỗ lực sử dụng nơi này làm trạm chuyển tiếp trong sứ mệnh đưa người lên Mặt Trăng vào năm 2024.
Hiện nay, Hoa Kỳ đã đấu thầu và xác định được các nhà sản xuất cho mô-đun lõi PPE, mô-đun sống và các mô-đun khác mà Hoa Kỳ chịu trách nhiệm xây dựng. PPE đã được trao cho Maxa Technologies với giá 375 triệu đô la; các cabin sinh hoạt được sản xuất bởi Grumman và Lockheed Martin.
Theo thông tin được NASA tiết lộ, việc sản xuất các mô-đun này đang được tiến hành. PPE sử dụng chế độ đẩy điện, mô-đun sống của Grumman được chuyển đổi từ tàu vũ trụ chở hàng "Cygnus" hiện có và mô-đun sống của Lockheed Martin được chuyển đổi từ khoang chứa tàu con thoi, do đó tất cả đều rất nhanh. Mô-đun sống đầu tiên nhỏ hơn và chỉ có thể chứa các phi hành gia trong 30-60 ngày, trong khi mô-đun sống thứ hai có thể chứa bốn phi hành gia trong hơn 3 tháng.
Theo kế hoạch, Hệ thống phóng tàu vũ trụ (SLS) của NASA sẽ thực hiện lần phóng đầu tiên vào năm 2019, đưa tàu vũ trụ Orion không người lái vào không gian để thử nghiệm. Nhiệm vụ này có tên mã là EM-1 (Nhiệm vụ thám hiểm 1); từ năm 2021 đến năm 2023, nhiệm vụ EM-2 sẽ được thực hiện để hiện thực hóa chuyến bay có người lái của tàu vũ trụ Orion và hoạt động trên quỹ đạo Trái Đất thấp trong 3 tuần; vào năm 2024, sứ mệnh EM-3 sẽ được hoàn thành, đó là đưa bốn phi hành gia cùng PPE và các mô-đun sống vào quỹ đạo Mặt Trăng để tạo thành một "Cổng" sơ bộ; từ năm 2025 đến năm 2026, các nhiệm vụ EM-4 đến EM-5 sẽ được hoàn thành, module hậu cần và module kín sẽ được đưa đến "Cổng" để lắp ghép.
Liệu những kế hoạch này có thể thực hiện được đúng như dự kiến không? Theo tiến độ hiện tại, việc hạ cánh lên Mặt Trăng có thể bị chậm trễ do các yếu tố như tài trợ, kiện tụng, chế tạo và sản xuất bộ đồ du hành vũ trụ, nhưng kế hoạch chung vẫn đang tiến triển và ngay cả khi bị chậm trễ, vẫn có thể kiểm soát được trong vòng 1 năm.
Tầm quan trọng của Cổng không gian sâu thẳm
Sự khác biệt giữa "Cổng" và Trạm vũ trụ quốc tế là Trạm vũ trụ quốc tế chỉ là một phòng thí nghiệm ở độ cao khoảng 400km trên quỹ đạo Trái đất, các dự án nghiên cứu chủ yếu liên quan đến Trái đất và không gian lân cận; trong khi "Cổng" nằm rất xa quỹ đạo Trái Đất, hoạt động ở quỹ đạo quanh Mặt Trăng, xa Trái Đất hơn, và các chủ đề nghiên cứu là các dự án ở không gian sâu hơn.
Quỹ đạo của "Cổng" cách Trái Đất hơn 300.000 km, với điểm cận địa là 1.500 km và điểm viễn địa là 70.000 km. Người ta gọi quỹ đạo này là quỹ đạo hào quang. Đường này chạy gần điểm dao động của đường thẳng Trái Đất - Mặt Trăng, tức là nằm giữa các điểm Lagrange nơi lực hấp dẫn của Trái Đất và Mặt Trăng cân bằng.
Môi trường ở đây hoàn toàn khác so với vị trí của Trạm vũ trụ quốc tế. Ngoài việc nằm rất xa Trái Đất, điều quan trọng hơn là nó nằm ngoài sự bảo vệ của từ quyển Trái Đất. Bức xạ vũ trụ mạnh hơn nên “Cổng” có yêu cầu cao hơn về biện pháp bảo vệ bức xạ; nhưng không có mảnh vỡ vũ trụ nào trên quỹ đạo Trái Đất ở đây, nên không cần trang bị cho Trạm vũ trụ quốc tế các cơ sở để ngăn ngừa va chạm từ các thiên thạch nhỏ và mảnh vỡ vũ trụ.
Công việc và hoạt động của các phi hành gia tại "Cổng" tượng trưng cho việc nhân loại đã bước ra khỏi ngưỡng cửa của mình và tiến tới không gian sâu hơn. Để kiểm tra xem con người có thể thích nghi với các hoạt động dài hạn trong không gian xa Trái đất hay không, các phi hành gia có thể ở lại Gateway trong hơn một năm để kiểm tra khả năng bảo vệ của Gateway và khả năng thích nghi của con người.
Điều này sẽ cung cấp cơ sở thực nghiệm tốt cho việc thám hiểm sao Hỏa và các hành tinh xa hơn của con người trong tương lai. Trong tương lai, các mẫu vật được mang về từ những hành tinh xa xôi như Sao Hỏa cũng sẽ được kiểm tra và thử nghiệm tại đây. Các mẫu đã xử lý sẽ được gửi trở lại Trái Đất để đảm bảo an toàn, từ đó có thể giảm thiểu nguy cơ ô nhiễm cho Trái Đất.
Do đó, “Cổng” chính là “bến tàu” và là bàn đạp cho không gian tương lai. Ngay cả tàu vũ trụ hướng đến không gian sâu thẳm trong tương lai cũng sẽ được lắp ráp và phóng đi từ đây. Đối với con người trên Trái Đất trở về từ phương xa, việc đến đây được coi là nhà. Họ có thể nghỉ ngơi và sau đó đi "xe buýt" về nhà. Đối với người sao Hỏa hoặc người ngoài hành tinh trong tương lai đến thăm Trái Đất, đây sẽ là phong tục. Họ cũng sẽ xuống tàu ở đây và được kiểm tra trước khi có thể "nhập cảnh".
Đây đều là những câu chuyện sau này. Khi những "câu chuyện sau này" được triển khai, "cổng thông tin" chắc chắn sẽ lớn hơn thế này rất nhiều.
Hiện nay, nhiệm vụ quan trọng nhất của nó là đóng vai trò là căn cứ trên Mặt Trăng và là trạm chuyển tiếp cho chuyến đổ bộ lên Mặt Trăng. Nó sẽ trở thành trạm trung chuyển quan trọng để con người quay trở lại Mặt Trăng vào khoảng năm 2024 và bắt đầu xây dựng căn cứ trên Mặt Trăng. Nó cũng sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc đào tạo các phi hành gia lên sao Hỏa vào năm 2033.
Trong những năm gần đây, các kế hoạch khám phá và phát triển không gian sâu tiếp tục xuất hiện, và "kẻ lập dị" Musk đó thường có những động thái đáng kinh ngạc. Sự thành công của thí nghiệm tàu vũ trụ khổng lồ đã bất ngờ đưa kế hoạch di cư của con người lên sao Hỏa từ khoa học viễn tưởng trở thành hiện thực. Trạm vũ trụ của Trung Quốc cũng đang di chuyển trong không gian. Có thể thấy trước rằng trong vài năm tới, việc nhân loại tiến vào những lĩnh vực vũ trụ mới sẽ là một loạt những màn trình diễn tuyệt vời. Những chương trình tuyệt vời này, bao gồm cả việc liệu "Gateway" có thể hoàn thành đúng như dự kiến hay không, chúng ta sẽ phải chờ xem.
Cảm ơn bạn đã đọc và hoan nghênh bạn thảo luận.
Bản quyền thuộc về Space-Time Communication. Vi phạm và đạo văn là hành vi phi đạo đức. Xin hãy hiểu và hợp tác.
