NASA đang trông cậy vào SpaceX để xử lý trạm vũ trụ khi chương trình kết thúc.

SpaceX Xây Dựng Phi Thuyền Chuyên Dụng Cho Việc Hủy Quỹ Đạo Trạm Vũ Trụ Quốc Tế

SpaceX đang chế tạo một phiên bản nâng cấp của tàu vũ trụ chở hàng Dragon để đưa Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) ra khỏi quỹ đạo, thực hiện một cuộc tái nhập có kiểm soát và phân hủy trên một vùng biển không người ở khi phòng thí nghiệm này chính thức ngừng hoạt động vào khoảng năm 2030. Theo các quan chức của NASA và SpaceX, ISS Deorbit Vehicle (DV) sẽ là một tàu vũ trụ được thiết kế riêng, độc nhất vô nhị, đảm bảo trạm vũ trụ tái nhập bầu khí quyển tại vị trí chính xác và theo hướng thích hợp để bất kỳ mảnh vỡ nào còn sót lại sau khi chịu nhiệt độ 3.000 độ C của quá trình tái nhập sẽ rơi xuống biển một cách an toàn.

Hợp Đồng và Chi Phí

Vào cuối tháng 6, NASA đã trao cho SpaceX hợp đồng trị giá lên đến 843 triệu USD để chế tạo phương tiện hủy quỹ đạo, thuộc sở hữu và vận hành bởi cơ quan vũ trụ. Tên lửa đẩy hạng nặng cần thiết để phóng nó vẫn chưa được lựa chọn, nhưng Quản trị viên NASA Bill Nelson đã yêu cầu Quốc hội cấp tổng cộng khoảng 1,5 tỷ USD để thực hiện toàn bộ hoạt động hủy quỹ đạo. Đây là một nhiệm vụ không hề đơn giản.

Kích Thước và Khối Lượng Của Trạm Vũ Trụ Quốc Tế

Trục dài của trạm vũ trụ, bao gồm nhiều mô-đun áp suất nơi các phi hành đoàn làm việc và sinh hoạt, dài 218 feet. Hệ thống năng lượng và làm mát bằng tấm pin mặt trời của phòng thí nghiệm, được lắp đặt vuông góc với trục dài, trải dài 310 feet từ đầu đến cuối, dài hơn một sân bóng đá của Mỹ. Toàn bộ phức hợp phòng thí nghiệm có khối lượng kết hợp 925.000 pound và đang di chuyển trong không gian với tốc độ khoảng 17.100 mph, tương đương 84 sân bóng đá mỗi giây.

Vai Trò Của Phi Thuyền Hủy Quỹ Đạo

Để hạ thấp độ cao một cách cẩn thận cho quá trình tái nhập có kiểm soát, DV sẽ mang theo khoảng 35.000 pound nhiên liệu đẩy, cung cấp năng lượng cho 46 động cơ tên lửa Draco, trong đó 30 động cơ sẽ được lắp đặt trong một phần thân mở rộng để thực hiện phần lớn các thao tác hủy quỹ đạo. Dana Weigel, quản lý chương trình ISS tại Trung tâm Vũ trụ Johnson, cho biết: “Khi chúng tôi đưa ra quyết định hủy quỹ đạo trạm, chúng tôi sẽ phóng DV của Mỹ khoảng một năm rưỡi trước khi đốt cháy tái nhập cuối cùng. Chúng tôi sẽ cập cảng nó vào cổng phía trước, thực hiện một loạt các kiểm tra và sau đó, khi chúng tôi chắc chắn rằng mọi thứ đều ổn định và đã sẵn sàng, chúng tôi sẽ cho phép ISS bắt đầu trôi xuống.”

Quá Trình Hủy Quỹ Đạo

Phi hành đoàn cuối cùng của trạm vũ trụ sẽ ở lại trên tàu cho đến khi các động cơ đẩy định kỳ và lực cản ngày càng tăng trong tầng khí quyển cao nhất kết hợp để hạ thấp phòng thí nghiệm xuống độ cao khoảng 205 dặm. Mốc này sẽ đạt được khoảng sáu tháng trước khi tiến hành thủ tục tái nhập cuối cùng. Khi ISS không người lái đạt độ cao khoảng 140 dặm, DV “sẽ thực hiện một loạt các lần đốt cháy để thiết lập cho chúng ta tái nhập cuối cùng”, Weigel cho biết. “Và sau đó, bốn ngày sau, nó sẽ thực hiện đốt cháy tái nhập cuối cùng.” Những tấm pin mặt trời lớn nhưng tương đối mỏng manh của trạm vũ trụ sẽ bị vỡ và cháy hết trước tiên, cùng với các ăng-ten, tấm tản nhiệt và các bộ phận phụ khác. Các thành phần lớn hơn – mô-đun và hệ thống năng lượng khổng lồ của phòng thí nghiệm – cũng sẽ bị vỡ trong quá trình hạ xuống tốc độ cao, nhưng những mảnh vỡ lớn như một chiếc xe hơi nhỏ dự kiến sẽ tồn tại cho đến khi rơi xuống biển dọc theo một “dấu chân” dài 1.200 dặm.

Vị Trí Rơi Xuống Dự Kiến

Các khu vực hẻo lánh của Nam Thái Bình Dương cung cấp các vùng rơi xuống không có người ở, mặc dù mục tiêu cuối cùng vẫn chưa được xác định. Để đạt được một lối vào được nhắm mục tiêu chính xác, “phương tiện hủy quỹ đạo sẽ cần lượng nhiên liệu đẩy có thể sử dụng gấp sáu lần và công suất tạo ra và lưu trữ gấp ba đến bốn lần so với tàu vũ trụ Dragon hiện nay”, Sarah Walker, quản lý cấp cao tại SpaceX, cho biết. “Nó cần đủ nhiên liệu trên tàu không chỉ để hoàn thành nhiệm vụ chính mà còn để hoạt động trên quỹ đạo cùng với trạm vũ trụ trong khoảng 18 tháng. Sau đó, vào đúng thời điểm, nó sẽ thực hiện một loạt các hành động phức tạp trong vài ngày để hủy quỹ đạo Trạm Vũ trụ Quốc tế.”

Cần Thiết Phải Hủy Quỹ Đạo

Một tàu vũ trụ hủy quỹ đạo nào đó là cần thiết bởi vì ngay cả ở độ cao hiện tại của trạm vũ trụ là 260 dặm, vẫn còn một lượng nhỏ khí quyển tồn tại. Khi trạm bay qua vật liệu mỏng manh đó với tốc độ gần 5 dặm mỗi giây, các va chạm với những hạt đó sẽ làm chậm lại tàu vũ trụ một chút trong một hiện tượng được gọi là lực cản khí quyển. Trong suốt thời gian của chương trình, các động cơ đẩy định kỳ đã được thực hiện bởi các động cơ trong các mô-đun của Nga hoặc các tàu chở hàng Progress được gắn vào để tăng độ cao của phòng thí nghiệm khi cần thiết để bù đắp tác động của lực cản. Gần đây, các tàu chở hàng Cygnus của Northrop Grumman đã bổ sung khả năng tăng cường độ cao khiêm tốn. Nếu không có những lần đốt cháy được lên kế hoạch cẩn thận, trạm cuối cùng sẽ tự rơi trở lại bầu khí quyển thấp hơn.

Vị Trí Bay Của Trạm Vũ Trụ

Trạm bay qua mọi điểm trên Trái đất giữa 51,6 độ vĩ bắc và nam, bao phủ toàn bộ hành tinh giữa London và mũi cực nam của Nam Mỹ. Trong một lần tái nhập không kiểm soát, mảnh vỡ của trạm còn sót lại sau khi bị đốt nóng có thể rơi xuống bất cứ đâu trong khu vực đó. Mặc dù xác suất tác động vào khu vực có người ở tương đối nhỏ, nhưng chưa bao giờ có vật thể nào lớn như trạm vũ trụ tái nhập và rơi xuống Trái đất, và NASA không muốn mạo hiểm.

Kế Hoạch Ban Đầu Cho Việc Hủy Quỹ Đạo

NASA và các đối tác trạm của họ – các cơ quan vũ trụ châu Âu, Nga, Canada và Nhật Bản – đã lên kế hoạch ngay từ đầu để cố ý đưa phòng thí nghiệm vào bầu khí quyển vào cuối đời của nó để đảm bảo sự phân hủy trên một vùng biển không có người ở. Kế hoạch ban đầu là sử dụng động cơ đẩy trong nhiều tàu chở hàng Progress của Nga để hạ thấp độ cao của phòng thí nghiệm và thiết lập một cú ngã có mục tiêu xuống Trái đất. Weigel cho biết: “Ngay từ đầu trong quá trình lập kế hoạch cho trạm, chúng tôi đã xem xét việc thực hiện hủy quỹ đạo bằng cách sử dụng ba phương tiện Progress. Nhưng phần của Roscosmos không được thiết kế để kiểm soát ba phương tiện Progress cùng một lúc. Vì vậy, điều đó đã gây ra một chút thách thức. Và cũng, khả năng đó không hoàn toàn phù hợp với những gì chúng tôi thực sự cần cho kích thước của trạm. Vì vậy, chúng tôi đã đồng ý cùng nhau để ngành công nghiệp Mỹ xem xét những gì chúng tôi có thể làm ở phía mình cho việc hủy quỹ đạo.”

SpaceX Được Chọn

Năm ngoái, NASA đã tìm kiếm các đề xuất từ ​​ngành công nghiệp và hai công ty đã phản hồi: SpaceX và Northrop Grumman. Cơ quan này đã thông báo vào tuần trước rằng SpaceX đã giành được hợp đồng.

---

Nguồn: https://cbsnews.com

Xem bài viết gốc tại đây