Sự điên rồ của Artemis
(idlewords.com)- Artemis 3 của NASA đặt mục tiêu đưa phi hành gia Mỹ hạ cánh lên Mặt Trăng vào cuối năm 2026, nhưng lại chọn một cấu trúc đắt đỏ và phức tạp hơn nhiều với SLS/Orion, HLS, NRHO và Gateway đan xen vào nhau, chỉ để đạt được thành quả khoa học ít hơn Apollo 17
- SLS có lực đẩy tầng 1 lớn hơn Saturn V, nhưng khối lượng có thể đưa tới Mặt Trăng chỉ là 27 tấn, nhỏ hơn 49 tấn của Saturn V; trọng lượng của Orion và giới hạn lực đẩy đã dẫn tới việc chọn NRHO thay vì quỹ đạo Mặt Trăng thấp
- NRHO là quỹ đạo được chọn để phù hợp với các giới hạn của SLS/Orion, nhưng làm kéo dài thời gian hạ cánh và quay về, đồng thời khiến các kịch bản hủy nhiệm vụ (abort) trở nên phức tạp hơn, làm biên độ an toàn thấp hơn Apollo
- Gateway được đánh giá là không cần thiết cho lần hạ cánh của Artemis 3, nhưng vẫn được giữ lại như mục tiêu lắp ráp cho các nhiệm vụ sau, qua đó tăng tính bền vững của chương trình bằng các đối tác quốc tế và chi phí chìm
- HLS của SpaceX và Blue Origin phụ thuộc vào những công nghệ chưa được kiểm chứng như tiếp nhiên liệu trên quỹ đạo và quản lý nhiên liệu siêu lạnh; nếu thành công thì nhu cầu đối với SLS/Orion sẽ suy yếu, còn nếu thất bại thì NASA hầu như không còn lựa chọn nào ngoài việc lắp ráp Gateway
Điểm xuất phát của Artemis khi so với Apollo
- Apollo 17 quay về và đáp xuống Nam Thái Bình Dương ngày 19 tháng 12 năm 1972, trở thành nhiệm vụ cuối cùng mà con người đi ra ngoài quỹ đạo Trái Đất thấp
- Artemis 3 mà NASA đưa ra nhắm tới việc hạ cánh lên Mặt Trăng vào cuối năm 2026; hai người sẽ xuống bề mặt, thu thập đá và khoảng một tuần sau sẽ hội quân với các đồng đội trên quỹ đạo rồi trở về Trái Đất
- Apollo 17 được phóng bằng một tên lửa duy nhất và theo giá USD năm 2023 tiêu tốn 3,3 tỷ USD, nhưng lần hạ cánh Artemis đầu tiên phụ thuộc vào khoảng 12 đến 20 vụ phóng tên lửa hạng nặng
- NASA không công bố con số chi phí tổng thể, và một cựu chuyên gia ngân sách NASA ước tính vào khoảng 7 đến 10 tỷ USD
- Tổng thanh tra NASA ước tính riêng phần SLS/Orion trong cuộc đổ bộ Mặt Trăng đã là 4,1 tỷ USD
- Mặt Trăng không thay đổi kể từ thập niên 1960 và công nghệ liên quan đã tiến bộ lớn, nhưng NASA sau khi công bố mục tiêu quay lại Mặt Trăng vào năm 2004 thì đến nay đã tiêu tốn 20 năm và 93 tỷ USD mà mục tiêu vẫn có vẻ xa vời
- Phê phán này không có nghĩa cách làm Apollo là đáp án duy nhất, mà xuất phát từ việc Apollo — với công nghệ thô sơ của buổi đầu kỷ nguyên vũ trụ nhưng vẫn hạ cánh thành công 6 trong 7 lần — phải là đường chuẩn tối thiểu cho một nhiệm vụ Mặt Trăng hiện đại
SLS và Orion: tầng 1 mạnh, hiệu năng nhiệm vụ yếu
- Space Launch System (SLS) là tên lửa hạng nặng tái sử dụng phần cứng dòng Shuttle; lực đẩy tầng 1 lớn hơn Saturn V nhưng tầng trên ICPS yếu khiến hiệu năng tổng thể thấp hơn
- Saturn V có thể đưa 49 tấn tới Mặt Trăng, trong khi SLS chỉ đưa được 27 tấn
- Với mức hiệu năng này, SLS không thể thực hiện kiến trúc hạ cánh kiểu Apollo, mà chỉ đủ cho Artemis 2 bay một vòng quanh Mặt Trăng với Orion nhưng không mang theo tàu đổ bộ
- NASA muốn thay ICPS bằng Exploration Upper Stage, nhưng đã bị trì hoãn, bao gồm cả khoản đội chi phí gần 1 tỷ USD ở bệ phóng; ngay cả bản nâng cấp này cũng vẫn không đạt hiệu năng của Saturn V
- SLS là tên lửa mà NASA kiên quyết dùng để chở phi hành gia, nhưng lại có cấu trúc “one and done” với tần suất khoảng hai năm một lần, và chi phí khoảng 4 tỷ USD mỗi lần phóng
- Nếu lấy giả định chính thức của NASA là 1 lần phóng mỗi năm thì chi phí là 2,1 tỷ USD mỗi lần, nhưng nếu là 2 năm một lần thì sẽ tăng lên khoảng 4 đến 5 tỷ USD
- Việc tái sử dụng phần cứng Shuttle khiến cấu trúc chi phí của SLS càng nặng nề hơn
- Chi phí cải tạo một Space Shuttle main engine cho SLS là 40 triệu USD mỗi động cơ
- SLS vứt bỏ 4 động cơ vốn được thiết kế để tái sử dụng sau mỗi lần phóng
- Khi dùng hết số động cơ còn lại, Aerojet Rocketdyne sẽ sản xuất mới với đơn giá được nêu là 145 triệu USD mỗi chiếc
- Tên lửa đẩy nhiên liệu rắn được dự báo có giá 266 triệu USD mỗi chiếc, còn dự án thay lớp lót amiăng đã tăng từ ngân sách 4,4 triệu USD lên 250 triệu USD
- Chu kỳ phóng chậm cũng ảnh hưởng tới an toàn
- Thời Shuttle, các quản lý NASA cho rằng cần 3 đến 4 lần phóng mỗi năm để duy trì trình độ thành thạo an toàn
- Cách làm thủ công hai năm một lần như SLS khiến mỗi lần đều gần như phải học lại quy trình
- Ở Artemis 1, người ta quan sát thấy lá chắn nhiệt của Orion bị bong tróc trên diện rộng và suýt bị xuyên thủng; nhưng để thử phương án khắc phục trong chuyến bay thực tế sẽ lại cần chậm thêm nhiều năm
- Orion có thể tích bên trong lớn hơn Apollo command module 50% và có máy tính hiện đại cùng tiện nghi sinh hoạt tốt hơn, nhưng đã nằm trên mặt đất suốt 20 năm và tiêu tốn ngân sách 1,2 tỷ USD mỗi năm
- Nó đã có một chuyến bay thử ngắn vào năm 2014, và bay quanh Mặt Trăng với ma nơ canh đo đạc trong Artemis 1 năm 2022
- Dự kiến đến Artemis 2 năm 2025 mới lần đầu chở người
- Orion phụ thuộc vào European Service Module (ESM), nhưng ESM không được thiết kế cho nhiệm vụ Mặt Trăng nên thiếu nhiên liệu đẩy
- Ngân sách deltaV của Orion/ESM là 1.340m/s
- Việc đi vào và rời quỹ đạo Mặt Trăng thấp vùng xích đạo cần khoảng 1.800m/s, còn quỹ đạo cực cần nhiều hơn
- Orion ban đầu được thiết kế cho 6 người, rồi yêu cầu giảm xuống còn 4 nhưng kích thước không được thu nhỏ, khiến nó nặng gần gấp đôi Apollo Command Module
- Capsule lớn hơn đòi hỏi Launch Abort System lớn hơn, và SLS phải mang gần tới quỹ đạo 7 tấn khối lượng vô dụng
- Gia cường để chịu được rung động từ Abort System lại làm capsule nặng hơn, đồng thời tăng gánh nặng cho dù và lá chắn nhiệt
NRHO và Gateway: hạ tầng quỹ đạo đi trước bề mặt Mặt Trăng
- Vì SLS và Orion không thể tiếp cận đầy đủ quỹ đạo Mặt Trăng thấp, NASA đã chọn Near Rectilinear Halo Orbit (NRHO)
- Tàu vũ trụ ở NRHO quay quanh Mặt Trăng mỗi 6,5 ngày, với điểm gần nhất cách khoảng 1.000km phía trên cực bắc Mặt Trăng và điểm xa nhất tới khoảng 70.000km
- Việc đi vào và rời NRHO cần tổng cộng khoảng 900m/s deltaV, nằm trong ngân sách 1.340m/s của Orion/ESM
- NRHO có ưu điểm là luôn giữ được tầm nhìn về Trái Đất, không đi qua bóng tối của Trái Đất và tương đối ổn định, nhưng lại bất lợi cho việc hạ cánh lên Mặt Trăng
- Tàu đổ bộ phải được phóng không người lái trước Orion từ 1 đến 2 tháng để chờ sẵn ở NRHO
- Khi Orion ghép nối với tàu đổ bộ, hai người sẽ chuyển sang tàu đổ bộ và mất một ngày để xuống bề mặt Mặt Trăng, còn hai người kia ở lại NRHO
- Apollo đặt command module ở quỹ đạo Mặt Trăng thấp, bay qua phía trên điểm hạ cánh mỗi 2 giờ, nên phi hành đoàn trên bề mặt có thể hội quân lại với tàu quỹ đạo tương đối nhanh trong tình huống hủy nhiệm vụ
- Ở NRHO, tùy thời điểm hủy nhiệm vụ, tàu đổ bộ có thể mất hơn 3 ngày để đuổi kịp Orion
- Trong trường hợp xấu nhất, phi hành đoàn vẫn phải chờ vài giờ trên bề mặt Mặt Trăng sau khi đã quyết định hủy, và sau khi tất cả trở lại Orion vẫn còn phải chờ thêm nhiều ngày mới có thể về Trái Đất
- Khoảng thời gian hủy nhiệm vụ kéo dài như vậy có thể biến một số tình huống mà Apollo còn sống sót được thành chí mạng trong Artemis
- NRHO làm tăng tổng thời gian nhiệm vụ
- Artemis 3 sẽ dùng 24 ngày cho việc di chuyển, so với 6 ngày của Apollo 11
- Thời gian lưu lại trên bề mặt cũng phải là bội số của chu kỳ quỹ đạo 6,5 ngày, nên các nhiệm vụ đầu tiên cũng phải ở lại tối thiểu khoảng một tuần
- Môi trường nhiệt ở điểm hạ cánh là điều kiện Mặt Trời luôn nằm ngay trên đường chân trời và làm nóng một phía của tàu đổ bộ; nếu không có các ràng buộc NRHO thì Artemis 3 có lẽ khó ở lại trên bề mặt quá một hoặc hai ngày
- Gateway là trạm vũ trụ mô-đun cỡ nhỏ được xây trên NRHO; dù đã có quyết định rằng nó không cần thiết cho Artemis 3, nó vẫn là công việc trung tâm của các nhiệm vụ Artemis sau đó
- NASA cho rằng nếu hai tàu vũ trụ có thể gặp nhau ở NRHO thì cuộc đổ bộ đầu tiên có thể diễn ra mà không cần một Gateway thứ ba
- Ba nhiệm vụ sau lần hạ cánh đầu tiên chủ yếu tập trung vào việc lắp ráp Gateway
- Kế hoạch ban đầu của Artemis 4 thậm chí không có hạ cánh Mặt Trăng
- Gateway về mặt kỹ thuật làm tăng chi phí và độ phức tạp cho Artemis, đồng thời buộc các phi hành gia đi Mặt Trăng phải thực hiện thêm thao tác docking và gánh thêm nhu cầu nhiên liệu đẩy
- Robert Zubrin gọi Gateway là “trạm thu phí ngoài không gian”
- Điều này cũng gắn với chỉ trích rằng một thiết kế tàu vũ trụ cố làm tốt vừa đủ cho mọi mục đích cuối cùng sẽ sinh ra những thiết kế mơ hồ mục tiêu như SLS và Orion
- Vai trò của Gateway gần với chính trị và duy trì chương trình hơn là công nghệ
- Nó khiến các đối tác quốc tế phải đóng góp phần cứng đắt đỏ, tạo ra chi phí chìm và quan hệ quốc tế, qua đó làm chương trình khó bị hủy bỏ hơn
- Nó cung cấp đích đến cho SLS, hợp đồng cung ứng cho khu vực tư nhân, việc làm cho đoàn phi hành gia, và sự liên tục cho hoạt động bay vũ trụ có người lái sau khi ISS không còn ở được vào thập niên 2030
- Việc lắp ráp Gateway nhiều khả năng sẽ đẩy các dự án bề mặt Mặt Trăng như nơi ở hoặc xe tự hành có khoang kín sang tận thập niên 2040
HLS và tiếp nhiên liệu trên quỹ đạo: phần tham vọng nhất và cũng ít được kiểm chứng nhất
- Tàu đổ bộ Mặt Trăng là yếu tố tham vọng nhất về mặt kỹ thuật trong Artemis, và NASA gọi nó là Human Landing System (HLS)
- SpaceX phụ trách các cuộc đổ bộ Artemis 3 và 4, còn Blue Origin phụ trách Artemis 5, hiện được giả định là vào năm 2030
- Các nhiệm vụ sau đó sẽ được thực hiện qua đấu thầu cạnh tranh
- HLS của SpaceX là thiết kế thử nghiệm dựa trên Starship, một tên lửa khổng lồ cất hạ cánh bằng đuôi như trong truyện khoa học viễn tưởng thập niên 1950
- Kết cấu cao bằng tòa nhà 15 tầng này phải hạ cánh xuống bề mặt Mặt Trăng với điều kiện chiếu sáng kém, trên các mảnh vỡ chưa rõ thành phần và ở nơi cách Trái Đất hơn 1 giây ánh sáng
- Phi hành đoàn sẽ ở rất cao so với mặt đất và phải đi xuống bằng thiết bị thang nâng gấp gọn
- Dù là tàu đổ bộ dùng một lần, nó vẫn có tải trọng đi xuống và đi lên thấp hơn Lunar Module nhỏ bé của Apollo 17
- HLS là cấu trúc dùng một tên lửa để đi xuống rồi lại dùng chính động cơ đó để đi lên
- Các thiết kế tàu đổ bộ khác dùng tầng hạ cánh tách rời để giảm nhu cầu nhiên liệu đẩy và bảo vệ động cơ đi lên khỏi mảnh văng tốc độ cao trong lúc hạ cánh
- Với HLS, các động cơ bị cát và mảnh vỡ bắn vào khi hạ xuống sẽ phải chắc chắn khởi động lại một tuần sau đó
- Hợp đồng NASA ban đầu không yêu cầu trình diễn cất cánh khỏi Mặt Trăng, nhưng theo phát biểu gần đây của NASA thì SpaceX tự nguyện thêm phần đi lên vào buổi trình diễn hạ cánh
- Dẫu vậy, vẫn không có yêu cầu rằng màn trình diễn hạ cánh và đi lên không người lái phải dùng đúng thiết kế tàu đổ bộ như nhiệm vụ có người lái thực tế
- NASA Aerospace Safety Advisory Panel ước tính rằng ngay cả khi chỉ tính phần Orion/SLS, không bao gồm HLS, xác suất phi hành đoàn tử vong trong một nhiệm vụ Mặt Trăng đã là 1:75
- Để đưa HLS tới NRHO, cần phải tiếp nhiên liệu ở quỹ đạo Trái Đất thấp
- Việc chuyển một lượng lớn nhiên liệu đẩy giữa các tên lửa trong không gian vẫn chưa từng được thử
- Nhiên liệu siêu lạnh sôi ở nhiệt độ thấp hơn đường ống khoảng 100 độ, và trong vi trọng lực thì chất lỏng và khí trộn lẫn trong không gian ba chiều, khiến ngay cả việc đo lượng nhiên liệu trong bồn cũng trở nên khó khăn
- Kế hoạch vận hành HLS của SpaceX là trước tiên phóng một Starship làm kho chứa nhiên liệu đẩy lên quỹ đạo Trái Đất thấp, sau đó phóng liên tiếp nhiều Starship khác để chuyển phần nhiên liệu còn lại sang đó, rồi HLS sẽ lấy đầy bồn tại vị trí này và bay tới NRHO
- Elon Musk nói 4 vụ phóng có thể là đủ, Lakiesha Hawkins của NASA nói là “high teens”, còn Kathy Lueders của SpaceX đưa ra con số 15 vụ phóng
- Số vụ phóng thực tế sẽ phụ thuộc vào lượng nhiên liệu mà Starship có thể mang lên quỹ đạo Trái Đất thấp, tỷ lệ thực sự có thể bơm chuyển, tốc độ bay hơi của nhiên liệu siêu lạnh trong kho chứa, và tần suất phóng của SpaceX
- Để kế hoạch tiếp nhiên liệu hoạt động, Starship sẽ phải phóng từ nhiều bãi phóng với tần suất khoảng 6 ngày một lần
- Space Shuttle đã phóng 9 lần trong một năm trước tai nạn Challenger, Saturn V phóng 3 lần trong 4 tháng rưỡi của năm 1969, còn Falcon Heavy phóng 6 lần trong 13 tháng từ tháng 11 năm 2022
- Starship sẽ phải vượt các kỷ lục này khoảng 10 lần
- Falcon 9 mất 10 năm kể từ chuyến bay quỹ đạo đầu tiên mới đạt được nhịp phóng hàng tuần, còn Starship lớn và phức tạp hơn Falcon 9 rất nhiều
- Để kịp lịch hạ cánh Artemis chính thức, SpaceX phải đưa một nguyên mẫu HLS không người lái hạ cánh lên Mặt Trăng vào đầu năm 2026, và các chuyến bay tàu chở nhiên liệu cho việc đó phải bắt đầu từ cuối năm 2025
- Trong lịch trình này phải bao gồm cả việc phát minh tiếp nhiên liệu trên quỹ đạo và vận hành nó ở quy mô lớn, tối ưu hóa, xử lý vấn đề bay hơi, bảo đảm độ tin cậy của Starship, bắt đầu thu hồi booster, xây thêm bãi phóng, đạt tần suất phóng hàng tuần, cũng như thiết kế và thử nghiệm các hệ thống khác của HLS
- Lịch trình tàu đổ bộ năm 2029 của Blue Origin còn bị đánh giá là phi thực tế hơn
- Thiết kế đó đòi hỏi chuyển vài tấn hydro lỏng giữa các tàu vũ trụ ở quỹ đạo Mặt Trăng
- Hydro lỏng có thể tích lớn, sôi gần độ không tuyệt đối và cực kỳ dễ rò rỉ
- Tên lửa Blue Origin dùng để thử việc này còn chưa từng rời mặt đất
- Quan điểm chung là việc hạ cánh lên Mặt Trăng vào năm 2026 khó có thể diễn ra
- NASA có thể sẽ lại phải lùi lịch như đã từng làm vào năm 2021, 2023 và đầu năm 2024
- Nếu Artemis còn tồn tại tới lúc đó, thì việc hạ cánh có người lái trước năm 2030 vẫn rất khó hình dung
Một chương trình mâu thuẫn dù thành công hay thất bại
- Việc NASA thực hiện những canh bạc công nghệ lớn tự nó không phải vấn đề, và hợp đồng giá cố định HLS có thể là yếu tố lành mạnh nhất trong Artemis
- Nếu SpaceX hoặc Blue Origin biến tiếp nhiên liệu siêu lạnh trên quỹ đạo thành thực tế, đó sẽ là một bước tiến lớn cho thám hiểm vũ trụ
- Ngay cả khi công nghệ thất bại, việc xác nhận điều đó chủ yếu sẽ được trả bằng tiền của Musk và Bezos
- Vấn đề thật sự của Artemis là không tính đến hệ quả nếu chính nó thành công
- Nếu hạ tầng tiếp nhiên liệu trên quỹ đạo hoạt động, SLS và Orion sẽ trở nên không cần thiết
- Phi hành đoàn và hàng hóa khi đó có thể được phóng bằng tên lửa thương mại rẻ hơn vào mỗi cuối tuần, tiếp nhiên liệu ở quỹ đạo Trái Đất thấp rồi bay tới Mặt Trăng, thay vì chờ một tên lửa 4 tỷ USD mỗi hai năm
- Gateway cũng có thể được lắp sẵn thành một khối trên Trái Đất rồi phóng đi, hoặc chỉ cần đưa một Starship tới NRHO để thay thế
- Ngược lại, nếu SpaceX và Blue Origin không thể làm được tiếp nhiên liệu siêu lạnh, NASA sẽ không có Plan B cho việc hạ cánh lên Mặt Trăng
- Điều Artemis có thể làm khi đó chỉ là lắp ráp Gateway
- Hứa với người nộp thuế về Mặt Trăng nhưng chỉ giao một ISS Jr. thì khó có thể trở thành thông điệp về sự vĩ đại quốc gia, và cũng khó khiến Quốc hội hào hứng với kế hoạch lên Sao Hỏa
- Artemis được ví như một người dùng nửa tiền lương để mua vé số và nửa còn lại để bỏ vào lương hưu
- Nếu vé số trúng, quỹ hưu trí là không cần thiết; còn nếu vé số thất bại, chỉ riêng quỹ hưu trí cũng không đủ để nghỉ hưu
- Hai chiến lược này khi đặt cạnh nhau là không nhất quán
- Quan điểm thực dụng rằng “không có chương trình vũ trụ nào hoàn hảo, nhưng Artemis là chương trình đầu tiên có khả năng đi ra ngoài quỹ đạo Trái Đất thấp” có hai vấn đề
- Thứ nhất, việc áp dụng tiêu chuẩn khác cho bay vũ trụ có người lái so với các nhiệm vụ khoa học của NASA khiến tình trạng rối loạn chức năng lặp lại
- Exploration Systems Development Mission Directorate phụ trách bay có người lái nhưng bị chỉ trích là ở mức không thể làm nổi cả một cái máy nướng bánh mì với chi phí dưới 1 tỷ USD
- Trước khi chi một nửa ngân sách thám hiểm của NASA cho dự án “white elephant” thứ ba, cần cân nhắc cái giá phải trả
- Vấn đề nghiêm trọng hơn là văn hóa nói dối mang tính thể chế
- NASA bị chỉ trích là liên tục nói sai sự thật với chính mình và với công chúng về lịch trình, năng lực, chi phí, lợi ích và rủi ro
- Những vấn đề như tư duy bầy đàn, phình to bộ máy quản lý, áp lực tiến độ bất khả thi và việc dựng lên các lập luận kỹ thuật để biện minh cho việc đưa phần cứng không an toàn vào bay — từng được Rogers Report và Columbia Accident Investigation Board chỉ ra — vẫn còn tồn tại trong Artemis
- Bài viết kết luận rằng không cần chờ thêm một thảm kịch khác hay một báo cáo của ủy ban tổng thống để thấy rằng Artemis đã bị hỏng từ gốc
1 bình luận
Ý kiến trên Hacker News
Rất dễ bỏ qua việc cấu trúc nhiệm vụ Apollo đã thông minh đến mức nào
Mặt Trăng xét về khoảng cách thì không quá xa, nhưng vì không có khí quyển để giảm tốc nên phải hạ cánh bằng lực đẩy, khiến nó rất xa nếu nhìn từ góc độ Δv
Một số tiểu hành tinh gần Trái Đất còn dễ đến hơn bề mặt Mặt Trăng, và Mars hay Venus cũng có thể tận dụng trọng lực của Mặt Trăng, nên cũng không hẳn khó hơn nhiều
Các kế hoạch thám hiểm Mặt Trăng ban đầu của Wernher von Braun bao gồm nhiều lần phóng và cả trạm vũ trụ, như https://www.scribd.com/doc/118710867/Collier-s-Magazine-Man-...
Nhưng nhận thức rằng có thể thực hiện chuyến đi khứ hồi bằng 7 tầng/giai đoạn gồm tầng 1·2·3 của Saturn V, Service Module, Command Module, phần dưới và phần trên của Lunar Module chính là điểm then chốt biến mục tiêu “lên Mặt Trăng trong vòng 10 năm” của Kennedy thành hiện thực
Việc hạ cánh lên Mặt Trăng có lẽ đã mãi chỉ là ảo tưởng nếu họ không chọn cách duy nhất khả thi
Từ nay về sau, mọi quốc gia muốn đưa người hạ cánh lên Mặt Trăng đều sẽ đối mặt với cùng các định luật vật lý
Việc NASA bị trói vào một kiến trúc phức tạp không phải vì một tầm nhìn vĩ đại, mà vì họ phải dùng một legacy system không thể hỗ trợ một chiến dịch kiểu Apollo
Cả Blue Origin lẫn SpaceX đều phải tái phát minh việc phóng vào không gian để Artemis có thể vận hành; bản thân điều đó không xấu, nhưng có vẻ NASA chưa giải thích rõ ràng với công chúng
Cách diễn đạt “được chế tạo thủ công bằng tinh thần nghệ nhân bởi những nhân sự muốn tan làm trước khi kẹt xe trở nên tệ hơn” khá đau
Không phải là tôi không đồng ý, nhưng tôi tự hỏi liệu để dự án đi “đúng hướng” có nhất thiết phải cần thời gian làm việc cực dài và cách đốt nhân lực như đốt than hay không
Đặc biệt nếu phải đưa con người lên tận Mặt Trăng một cách an toàn, đó có lẽ lại là dấu hiệu cho thấy kế hoạch và ngân sách chưa được thiết lập đúng
Nếu lo về động lực của nhân sự, chỉ cần gắn phần thưởng một cách minh bạch với thành công của công ty cũng đã có tác dụng lớn
Shuttle Booster ngày xưa được chế tạo ở đâu, còn orange tank được chế tạo ở đâu?
Trong 535 nghị sĩ quốc hội, chỉ có 10 người là kỹ sư theo bất kỳ nghĩa nào, và số nhà khoa học có lẽ còn ít hơn
Ai cũng biết có những điểm mà ném thêm người vào vấn đề cũng không giải quyết được, và với một sản phẩm tích hợp phức tạp, con số đó có thể khá thấp
Vì vậy, ngân sách vô hạn cũng có thể không giúp ích
Lập kế hoạch thì có ích, nhưng những dự án kiểu này có lẽ bản thân chúng cần tần suất phóng cao
Nếu các nhiệm vụ cách nhau nhiều năm, kiến thức thu được từ nhiệm vụ thứ ba có thể bị quên mất vào nhiệm vụ thứ năm, nhưng nếu cách nhau vài tháng thì có lẽ không
Có những việc tốt nhất nên được tiến hành với đội ngũ tương đối nhỏ nhưng tần suất cao, và các sản phẩm đổi mới phức tạp, tích hợp có khả năng thuộc nhóm đó
Khi công ty lớn lên, đãi ngộ của nhân viên không còn liên hệ trực tiếp với thành công thực tế nữa, và khi mối liên hệ đó bị cắt đứt, thứ còn lại chỉ là KPI
Có hai lý do để lên Mặt Trăng
Thứ nhất là vì muốn xây một căn cứ lâu dài hơn, và NASA diễn đạt điều này là “chúng ta đi để ở lại”
Thứ hai là để đưa người da màu đầu tiên và người phụ nữ đầu tiên lên Mặt Trăng, đây là mục tiêu được nêu rõ của nhiệm vụ Artemis
Thời gian sẽ cho biết hai mục tiêu này có thật sự đáng giá hay không
Ngoài ra, không phải các nhà thiết kế SLS đã “quyết định” tái sử dụng phần cứng Shuttle; ngay từ đầu SLS đã được thiết kế và phân bổ ngân sách để dùng phần cứng đó
Trước cả hai mục tiêu thường xuất hiện trên truyền thông, một trong những mục tiêu ban đầu của Artemis là tận dụng phần cứng Shuttle
SLS là thứ các chính trị gia đẩy sang cho NASA, còn thiết kế Artemis trông giống một cấu trúc nhằm tài trợ cho bước phát triển tiếp theo của ngành bay vũ trụ tư nhân, trong khi giả vờ rằng SLS chưa hoàn toàn lỗi thời
Người ta từng gọi Shuttle là xe tải, vậy mà với các bộ phận đó họ lại làm ra thứ trông như Ford Model T khi so sánh
Câu “nếu muốn có căn cứ lâu dài trên Mặt Trăng thì phải lên Mặt Trăng” nghe ở mức tương tự như câu “nếu muốn có bằng PhD thì phải đăng ký học đại học”
Cả hai mục tiêu đều không đáng với lượng tài nguyên khổng lồ đang bị đốt để đạt được chúng
Mục đích chính xác nào mà robot không làm được, đến mức cần có sự hiện diện lâu dài của con người trên Mặt Trăng?
Nếu cần lắp đặt thứ gì đó ở đó, chẳng phải chỉ cần gửi robot cùng phòng thí nghiệm tự động và khoang sửa chữa là được sao?
Độ trễ tới Mặt Trăng chỉ có 2 giây nên cũng có thể điều khiển từ xa
Tôi không hiểu con người sẽ làm gì ở đó mà robot không làm được
Ngoài ra, cứ hỏi những phụ nữ làm công việc chăm sóc lương thấp và những người da màu ở các khu vực thiếu dịch vụ xem điều gì giúp họ cảm thấy bình đẳng hơn
Là chi hàng trăm tỷ USD cho các dịch vụ xã hội như lương hưu phù hợp cho lao động chăm sóc, chăm sóc trẻ em, các chương trình giám sát phân biệt đối xử tại nơi làm việc, hệ thống giáo dục tốt hơn, hay là để các tỷ phú không gian đốt tiền cho các chính trị gia già nua nói “chúng ta đã làm được” trong họp báo
Dù không trực tiếp trải qua chương trình không gian thời kỳ đầu, gần đây đọc lại tôi thấy ngạc nhiên vì Sputnik và Vostok của NASA và Liên Xô đã tiến từng bước đến mức nào
Các chuyến bay Mercury ban đầu chỉ là giai đoạn đặt người vào một khoang con nhộng trên ICBM để xem chuyện gì xảy ra ở độ cao lớn và khi tái nhập khí quyển; về sau Mercury thử nghiệm kỹ thuật rời quỹ đạo
Đến Gemini, họ học cách ở trong không gian trong nhiều tuần, rendezvous và docking, hoạt động ngoài phi thuyền; còn Apollo giai đoạn đầu tập trung giải quyết các chuyến bay nhiều tầng không người lái
Apollo 7 xác minh liệu Command Module có đủ khả năng thử bay vài vòng quanh Mặt Trăng hay không, và Apollo 8 đã thực hiện điều đó, nhưng lander khi ấy vẫn đang chờ hoàn thiện
Apollo 9 diễn tập toàn bộ quy trình đổ bộ Mặt Trăng ở quỹ đạo thấp, còn Apollo 10 lặp lại quy trình đó trên quỹ đạo Mặt Trăng
Nhìn từ góc độ chương trình, Apollo 11 cũng gần như là một thử nghiệm nữa: lặp lại Apollo 10 nhưng xem liệu có thể hạ xuống tạm thời ở một điểm nào đó trên bề mặt Mặt Trăng rồi cất cánh trở lại hay không; Apollo 12 là thử nghiệm bổ sung khả năng hạ cánh chính xác
Phải đến khoảng Apollo 14/15, mục tiêu chính của nhiệm vụ mới bắt đầu chuyển sang thám hiểm khoa học trên Mặt Trăng
Có thể nói ở từng giai đoạn phát triển đã có khoảng 25 chuyến bay có người lái nhằm học hỏi bằng cách mở rộng dần một hoặc hai yếu tố của các nhiệm vụ Mặt Trăng tương lai
Nhờ trạm không gian, ngày nay có nhiều phần chúng ta vẫn quen thuộc, nhưng cũng có nhiều phần thì không; vì vậy đặt tất cả vào một vài lần phóng lớn trông hơi kỳ lạ
Ví dụ Apollo 8 là lần đầu tiên Saturn V và Command Module được đưa tới Mặt Trăng, và còn là chuyến bay có người lái
Vì không có lander, nếu Command Module gặp sự cố thì không có phương án dự phòng; nếu vụ nổ của Apollo 13 xảy ra trên Apollo 8, phi hành đoàn đã chết trong không gian và không thể quay về
Apollo 8 không chỉ bay theo quỹ đạo tự do quay về, mà còn bay quanh quỹ đạo Mặt Trăng, nên Command Module đã lần đầu tiên trong lịch sử thực hiện đốt động cơ để vào quỹ đạo Mặt Trăng, và quan trọng hơn là cũng lần đầu đốt động cơ để thoát ra
Ban đầu Apollo 8 dự kiến có Lunar Module, và mọi người đều cảm thấy an toàn hơn vì có “xuồng cứu sinh”
Nhưng do lander bị chậm, họ phải hoặc hoãn Apollo 8 và lỡ mục tiêu trong thập niên cùng cơ hội đổ bộ đầu tiên, hoặc bay mà không có lander
Lựa chọn an toàn là trì hoãn, nhưng NASA đã chọn rủi ro
Điều kỳ diệu của thời Apollo là nó khiến mọi thứ trông như được làm quá dễ dàng, đến mức người ta quên mất việc đó khó đến nhường nào
Bi kịch Apollo 1 cho thấy ngay cả việc tưởng chừng đơn giản là thử nghiệm khoang con nhộng mới trên mặt đất cũng cực kỳ nguy hiểm
Apollo 6, chuyến bay không người lái thứ hai của Saturn V, cũng gần như là một thảm họa: booster rung lắc dữ dội do động cơ không ổn định, và hai động cơ tầng hai tắt sớm
Vậy mà ngay chuyến bay kế tiếp họ đã đưa phi hành đoàn lên, điều này tương tự như chở người trong lần phóng thử Starship IFT-4 tiếp theo
Lịch trình trông có vẻ tiệm tiến là vì thiếu các mốc ngày tháng
Mercury 1 là năm 1961, và lần đổ bộ Mặt Trăng đầu tiên chỉ 8 năm sau đó
Trong khi đó SLS bắt đầu phát triển từ năm 2011 và dùng động cơ Shuttle cùng motor tên lửa rắn sẵn có, nhưng lần đổ bộ đầu tiên có lẽ khó xảy ra trước năm 2028
Ban lãnh đạo NASA thập niên 1960 hiểu rất rõ điều này, nhưng ngày nay có vẻ không còn như vậy
Có lẽ đó là một triệu chứng của nền văn hóa rộng hơn
Vào thập niên 1960, các ngành công nghiệp lớn đang ở giữa những chu kỳ cải tiến quy mô lớn, nhiều kỹ sư học nghề trong làn sóng R&D thời Thế chiến II, và sản xuất vẫn còn diễn ra tại địa phương
Đó là môi trường hoàn hảo cho cải tiến kỹ thuật nhanh
Ngày nay phần lớn những điều đó đã biến mất; các công nghệ vật lý chủ chốt như ô tô, đồ gia dụng và công nghệ sản xuất nhìn chung đã được giải quyết, nên cải tiến diễn ra dần dần
Nếu khảo sát 100 kỹ sư trong ngành hàng không vũ trụ, có lẽ chỉ một số ít từng có kinh nghiệm R&D đẩy giới hạn, còn đa số làm việc ghi chép thay đổi và tinh chỉnh nhỏ
SpaceX rõ ràng là ngoại lệ
Nếu không, Liên Xô đã lấp những khoảng trống lớn giữa các lần phóng thưa thớt bằng những thành công từng bước của họ
Từ chỗ chưa ai từng lên không gian mà đi tới đổ bộ Mặt Trăng trong vòng 10 năm là nhanh đến khó tin
Nhiều dự án chạy song song phải hoạt động khi tích hợp lại, và chỉ cần một dự án không xong thì sẽ không có chuyện “đổ bộ Mặt Trăng trong vòng 10 năm”
Có thể hiểu được tình hình nếu xét rằng chương trình Artemis được thiết lập vào thời điểm các công ty vũ trụ tư nhân vẫn còn rất mới
SpaceX sẽ sớm tiến gần đến mức về mặt kỹ thuật có thể thực hiện gần như toàn bộ nhiệm vụ ngay cả khi không có Artemis
SpaceX đã nhận tiền của NASA và dùng để tài trợ cho phát triển Starship, và có lẽ còn những lý do khác nữa
Kết quả là đến khi Starship có thể hạ cánh lên Mặt Trăng, toàn bộ nhiệm vụ có thể được thực hiện mà không cần Artemis, khiến Artemis trở nên vô nghĩa
Dĩ nhiên cũng có mục tiêu cần đạt được, nhưng việc chi hàng tỷ đô la ở một số bang nhất định cũng là một phần lớn
Các đại diện và thượng nghị sĩ này vẫn lớn tiếng hoài nghi cả những nhà cung cấp phóng thương mại như SpaceX, vốn đã có thành tích thành công, có lẽ cũng vì cùng lý do đó
Dù vậy, lập luận của bài viết khi chỉ ra độ khó của việc cho Starship hạ cánh lên Mặt Trăng rồi cất cánh trở lại sau vài ngày là hợp lý
Hạ cánh tên lửa bằng đuôi nghe rất ngầu nếu thất bại chỉ đồng nghĩa với việc không thể tái sử dụng, nhưng khi mạng người bị đặt vào đó thì nghe cực kỳ đáng sợ
Cũng có khả năng động cơ bị hư hại trong lúc hạ cánh, hoặc không thể cất cánh trở lại vì mất nhiên liệu
Liệu hôm nay bạn có hài lòng khi mua một thứ đắt hơn năm 1970 mà hiệu năng còn kém hơn không?
Dù thế giới có hay không có thứ gì khác, Artemis vẫn là một mớ hỗn độn
Mục tiêu là xây dựng căn cứ Mặt Trăng, và đây là bước đầu tiên
Cuối cùng Starship sẽ mang rất nhiều hàng hóa lên Mặt Trăng cho mục đích đó
Đưa con người tới trong vài ngày rồi đưa họ trở về chỉ là mục tiêu rất ngắn hạn
Tôi nghĩ nó quá nặng nên khó quay về
Bài thuyết trình của Destin từ Smarter Every Day, trong đó ông ấy đề cập nhiều đến những vấn đề này, khá thú vị
https://youtu.be/OoJsPvmFixU
Nhưng tôi không nghĩ có ai thực sự tham gia lại muốn quay về quá khứ
Những người ở NASA muốn lên Mặt Trăng để xây căn cứ thường trực, điều này có thể nhằm đánh bại Trung Quốc hoặc cũng có thể thực sự hữu ích, nhưng dù sao đó cũng là mục tiêu đã được nêu rõ
SpaceX muốn lên Mặt Trăng như một cách để có tiền tài trợ phát triển Starship nhằm đi Mars
Lockheed Martin, Aerojet Rocketdyne, v.v. thì chỉ muốn kiếm tiền nên tôi loại họ ra ở đây
Những động cơ này không thể được đáp ứng bằng cách Apollo đã làm
Một kế hoạch nhiệm vụ đơn giản hơn, phóng một lần Saturn V để lên Mặt Trăng rồi trở về, là khả thi và thực tế đã được thực hiện 6 lần
Nhưng không thể xây một căn cứ Mặt Trăng chỉ bằng vài lần phóng Saturn V
Vào năm 2024, việc nhà cung cấp phóng có năng lực nhất là SpaceX chế tạo một HLS nhỏ hơn hoặc không dùng methalox, tức chọn những phương án thực dụng hơn nếu chỉ nhắm tới Mặt Trăng, cũng chẳng đem lại lợi ích gì
SpaceX không đặc biệt quan tâm đến bản thân Mặt Trăng
Vì vậy một dạng nhiệm vụ được tối ưu cho Mặt Trăng không giúp ích nhiều cho SpaceX
Nhìn chung tôi đồng ý rằng Artemis là một bãi rác đang cháy về mặt chi tiêu, nhưng tôi không nghĩ việc chỉ vào Apollo là đòn kết liễu như các nhà phê bình tưởng
Cách nói “đề cập” thường hàm ý phản bác
Điểm duy nhất tôi không đồng ý trong bài đó là đoạn nói SpaceX biết “Starship có thể mang bao nhiêu nhiên liệu đẩy lên quỹ đạo thấp”
SpaceX đang cải tiến lặp lại Starship
Falcon 9 ban đầu cũng chỉ có tải trọng lên quỹ đạo thấp là 10,4 tấn, nhưng phiên bản hiện tại đã nâng lên 22,8 tấn
Nhiều dấu hiệu cho thấy tải trọng của Starship hiện chưa đạt kỳ vọng, nhưng SpaceX có nhiều cách điều chỉnh để nâng nó lên
Họ phải thử rồi mới biết, và hiện không thể biết điều gì sẽ hiệu quả đến mức nào
Vì vậy hiện nay không ai biết sẽ cần bao nhiêu lần phóng để tiếp nhiên liệu
Nếu hỏi NASA có nên đặt cược dứt khoát vào thiết kế này trước khi vấn đề được giải quyết hay không thì câu trả lời là không, nhưng tôi nghĩ họ không có lựa chọn vì Congress đã đẩy họ vào thế bất khả thi
Tuy nhiên rủi ro này xảy ra ở giai đoạn đầu nhiệm vụ, trước khi phi hành gia lên tàu, nên nếu không ổn thì có thể hủy
Nó khác với hạ cánh lên Mặt Trăng
Và phóng nhanh cùng tiếp nhiên liệu trên quỹ đạo là những việc SpaceX sẽ tiếp tục làm rất nhiều bất kể Artemis
Không giống hạ cánh lên Mặt Trăng
Đó là trao hợp đồng với số tiền lớn hơn khoản Congress phân bổ, rồi đẩy lịch trình sang phải cho đến khi nhận đủ tiền
Tất cả các hợp đồng lớn của NASA đều vận hành như thế, và hợp đồng với SpaceX cũng vậy
Commercial Crew, tức Crew Dragon, cũng bị chậm vài năm trong những năm đầu vì thiếu kinh phí
Gói thầu HLS trị giá 3 tỷ đô la của SpaceX đã phá vỡ thông lệ ngầm này
Trong lúc đó, chương trình Mặt Trăng của Trung Quốc vẫn đang tiến triển đều đặn
Họ đã thực hiện hạ cánh robot và đưa mẫu vật trở về, và tàu hạ cánh–đưa mẫu thứ hai, Chang'e 6, hiện đang ở quỹ đạo Mặt Trăng để chuẩn bị hạ cánh[1]
Lần này còn có cả xe tự hành thám hiểm Mặt Trăng bằng robot
Trung Quốc lên kế hoạch hạ cánh có người lái lên Mặt Trăng vào khoảng năm 2030, sau đó sẽ tiến tới căn cứ Mặt Trăng
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Chang%27e_6
Ban đầu tôi tưởng đó là một lối chơi chữ giữa cách Latinh hóa tiếng Trung “Chang” và từ tiếng Anh “Change”, nhưng thực ra con tàu được đặt theo tên nữ thần Mặt Trăng của Trung Quốc, Chang'e[1]
Một cái tên rất hay cho tàu vũ trụ Mặt Trăng của Trung Quốc
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Chang%27e
Nếu SpaceX và Blue Origin không làm được tiếp nhiên liệu siêu lạnh, NASA sẽ tìm người nào đó có thể làm được
Tiếp nhiên liệu siêu lạnh mới là mục tiêu kỹ thuật thực sự của dự án này
Việc hạ cánh lên Mặt Trăng trong thập niên 2020 tự nó không còn ấn tượng đến thế nữa
Chương trình Artemis trên danh nghĩa là đi lên Mặt Trăng, nhưng thực chất là để sống bên ngoài quỹ đạo thấp, tiếp nhiên liệu trên quỹ đạo, xây dựng nơi cư trú trên bề mặt các thiên thể khác, và về dài hạn là khai thác tài nguyên tại chỗ cũng như tiếp nhiên liệu trên bề mặt
Nếu nhiệm vụ chỉ đơn thuần là hạ cánh lên Mặt Trăng thì một bản sao của chương trình Apollo là đủ
Nhưng nhiệm vụ này là chứng minh rằng ta có thể làm những việc cần thiết để đi tới Mars rồi quay về
Trên mặt đất, ta làm việc này mỗi lần nạp nhiên liệu cho tên lửa
Trong không gian chắc sẽ khó hơn, nhưng cụ thể vì sao đây mới là mục tiêu kỹ thuật thực sự, hơn cả các vấn đề như tái sử dụng, thì tôi không hiểu
Northrop? Lockmart?
Lạc quan nhất thì có vẻ cũng phải cộng thêm 10 năm vào lịch trình
Như vậy hợp lý hơn nhiều
Vẫn chưa tối ưu, nhưng không tệ như ấn tượng ban đầu
Với tốc độ làm việc chậm chạp của Blue Origin, có vẻ khó tin là họ sẽ vượt qua được bài toán khó đó và có tàu đổ bộ hoạt động đủ sớm để có ý nghĩa với Artemis
Mức chấp nhận đối với việc mất phi hành đoàn đã khác trước
Các phi hành gia Apollo đã chấp nhận xác suất không quay về khoảng 10%, và trong Apollo 13 thì đã thoát nạn trong gang tấc
Ở thời đó, mức ấy có thể chấp nhận được
Tôi nghĩ trong môi trường chính trị ngày nay, mức chấp nhận đối với thất bại nhiệm vụ cũng thấp hơn nhiều
Armstrong cũng từng nói ông nghĩ xác suất hạ cánh thành công thực tế có lẽ là 50–50
Nếu lên tận Mặt Trăng rồi có gì đó hỏng khiến không thể hạ cánh, những tiếng kêu gọi cắt ngân sách NASA sẽ vang lên
Vì thế họ đang trả gấp đôi, và tôi nghĩ mức đó vẫn khá rẻ
Con số này chưa bao gồm hạ cánh, Gateway, hay chuyến đi-về bề mặt Mặt Trăng
Nếu đưa vào giả định hợp lý rằng việc hạ cánh nguy hiểm ngang với chuyến khứ hồi, xác suất phi hành đoàn thiệt mạng sẽ là 1 trên 30
Ước tính xác suất mất phi hành đoàn vào giai đoạn cuối của Shuttle là 1 trên 90, và hai chính quyền đã đánh giá mức đó là không thể chấp nhận
Tiêu chuẩn cho nhiệm vụ ISS là 1 trên 250
Nếu mục tiêu của Artemis là đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn hiện đại, thì còn kém rất xa
Việc phải dành một tuần quanh Mặt Trăng để bù cho giới hạn phần cứng không hề tạo cảm giác yên tâm
Nhìn chung, có vẻ may mắn lắm thì phần lớn các bộ phận được dùng lần này mới được thử nghiệm trong điều kiện thực tế ít nhất một lần trước khi chở phi hành gia
Như bài viết cho thấy một cách đau đớn, SLS làm rủi ro tăng lên đáng kể