50 năm chinh phục Mặt Trăng qua 50 con số: Tên lửa Saturn V

Thứ bảy - 13/07/2019 16:59
Để đưa phi hành gia lên Mặt Trăng, Nasa đã thiết kế một tên lửa mạnh chưa từng có và bay thành công vào vũ trụ.
GETTY IMAGES
GETTY IMAGES

111: Là chiều cao của tên lửa Saturn V, tính bằng đơn vị mét

Vào đầu giờ sáng ngày 16/07/1969, JoAnn Morgan lái xe vào bãi đậu xe ở lô Pad 39a, Cape Canaveral để quan sát quá trình bơm nhiên liệu cho tên lửa Saturn V khổng lồ.

Tương phản với màu đại dương tối tăm phía sau, chiếc tàu vũ trụ sáng lòa trong ánh sáng đèn hồ quang xenon và được bao phủ trong đám mây khí oxy thoát ra từ các thùng nhiên liệu.

"Đó là cảnh tượng cực kỳ tráng lệ," Morgan nhớ lại. "Tôi đứng trong bãi giữ xe và quan sát cảnh đó một lúc vì nó tuyệt đẹp."

Có chiều cao tương đương sáu tầng lầu, tên lửa Saturn V được xếp hạng là một trong những thành tựu kỹ thuật và công nghệ vĩ đại nhất của Thế kỷ 20.

Đứng đầu nhóm chế tạo tên lửa này là Wernher von Braun, người từng chế tạo tên lửa V2 cho Hitler, và từng mơ ước làm được tên lửa đưa người đến Mặt Trăng.

"Ông không chỉ có năng lực kỹ thuật," Jay Honeycutt, kỹ sư tên lửa và về sau trở thành quản lý cao cấp ở Nasa nhận định, "mà còn có khả năng lãnh đạo tuyệt vời cùng khả năng giao tiếp với quan chức chính phủ đang tài trợ cho dự án."

NASABản quyền hình ảnhNASA
Image captionTên lửa Saturn V được nhà khoa học tên lửa người Đức tên Wenher von Braun (bên phải) phát triển

Dùng nhiên liệu là khí oxy hoá lỏng và kerosene, tên lửa này được làm thành nhiều tầng.

Phần thấp nhất, còn được gọi là tầng một, lắp đặt năm động cơ F-1 khổng lồ. Hai tầng kế tiếp - với tổng cộng thêm sáu động cơ nữa - sẽ đưa nó vào quỹ đạo.

Bên trên động cơ là khoang chứa tàu đáp xuống Mặt Trăng, rồi đến khoang dịch vụ và module điều khiển dành cho phi hành đoàn gồm ba người.

Tàu Saturn V có một tên lửa thoát hiểm trên đỉnh, được thiết kế để bắn module điều khiển đến nơi an toàn nếu có sự cố xảy ra trong quá trình phóng tàu.

"Yeah, bạn nghĩ, liệu thứ đó có thực sự bay được không," Honeycutt nói. "Cao vài trăm mét và sau đó chỉ còn chút xíu thứ ở đỉnh sẽ bay trở lại - quả là một thành tựu kỹ thuật ấn tượng."

Tên lửa Mặt Trăng lẽ ra còn lớn hơn thế. Kế hoạch ban đầu của Nasa đề xuất phát triển một tên lửa được gọi là Nova.

Được gắn tám động cơ F-1, tên lửa này sẽ mang theo một tàu vụ trụ lớn hơn, có khả năng đáp xuống Mặt Trăng và sau đó trở về Trái Đất.

2: Là vận tốc cao nhất của xe vận tải bánh xích, tính bằng đơn vị dặm/giờ

Tên lửa Saturn V được lắp ráp tại Tòa nhà Lắp ráp Xe cộ (VAB), một cấu trúc quá lớn đến mức nó phải có hệ thống điều tiết thời tiết riêng.

Các kỹ sư sau đó gặp phải khó khăn trong việc làm sao để đưa được tên lửa đến bãi phóng, cách đó chừng 5km.

Sau đề nghị ban đầu là thả nổi tàu vũ trụ trên xà lan, người ta sau đó quyết định xây dựng cỗ máy khổng lồ sử dụng đường ray gọi là xe vận tải bánh xích.

Với tám đường ray khổng lồ, điều khiển bằng 16 động cơ điện và có hai máy phát điện cung cấp năng lượng, xe vận tải bánh xích trông giống tàu biển hơn là xe.

Và cũng như tàu biển, tài xế tạo thành một phần trong cả nhóm gồm nhiều người điều hành và các kỹ sư phụ trách việc điều khiển chiếc xe di chuyển chậm chạp đến bệ phóng tàu. Cực kỳ chậm.

"Xe vận tải có khả năng di chuyển hai dặm mỗi giờ," tài xế Sam Dove nói. "Tuy nhiên, bạn thực sự không muốn tăng tốc đến hai dặm, đặc biệt là với khối lượng vận tải nó đang chở - tốc độ cao nhất chúng tôi từng đi là một dặm."

Mặc dù tài xế ngồi trong buồng lái, nhưng trung tâm của xe vận tải bánh xích lại là ở phòng điều khiển. "Đó thực sự là bộ não và hệ thống thần kinh cho hoạt động ở đây," Dove nói. "Người thực hiện công tác kiểm tra sẽ điều khiển bộ console thứ hai tính từ phía cuối lên, và vận hành mọi thứ trên xe bánh xích."

NASABản quyền hình ảnhNASA
Image captionXe vận tải bánh xích đưa tên lửa Saturn V đến địa điểm phóng với tốc độ chậm rãi và ổn định 1,6km/h

Trong nhiệm vụ Apollo, người ta mất đến 16 giờ để đưa tàu vũ trụ đi vài km từ VAB đến bệ phóng. Thời gian từ bệ phóng vào quỹ đạo chỉ mất tám phút.

35.000.000: là lực đẩy mà tên lửa Saturn V tạo ra, tính bằng đơn vị Newton

Tên lửa Saturn V là tên lửa mạnh nhất được phóng thành công.

"Tôi cảm thấy chúng tôi đang ngồi ở đầu mũi kim, một mũi kim rất lớn," Frank Borman, chỉ huy tàu Apollo 8, là chỉ huy chuyến bay có người lái đầu tiên đến Mặt Trăng, nói. "Tôi có cảm giác mình chỉ ngồi đó để được chở đi thay vì điều khiển bất cứ gì, âm thanh và sự rung lắc khiến bạn cảm nhận được sức mạnh khổng lồ."

Apollo 8 được coi là một trong những nhiệm vụ táo bạo và mạo hiểm nhất trong lịch sử khám phá vũ trụ. Cùng với Borman trên khoang điều hành tàu Apollo còn có Jim Lovell và Bill Anders, những người nỗ lực hết sức cho một sứ mệnh mà xác suất thành công chỉ có 30%.

Nhiệm vụ được coi là mạo hiểm vì thử nghiệm không người lái trước đó với tên lửa Saturn V - với tàu Apollo 6 - đã không diễn ra tốt đẹp. "Chuyến bay thử nghiệm mà chúng tôi thực hiện ngay trước nhiệm vụ [Apollo 8] gần như là một thảm họa," Gerry Griffin, giám đốc điều hành chuyến bay Apollo, nói. "Hầu như mọi thứ đều trục trặc."

Nghiêm trọng hơn cả, đó là tên lửa bắt đầu dập mạnh - tạo ra lực trong khoang lái có thể giết chết bất cứ phi hành đoàn nào. "Chúng tôi cũng mất một số đường tiếp nhiên liệu," Griffin cho biết thêm. "Và động cơ khoang trên không chịu khởi động lại."

Getty ImagesBản quyền hình ảnhGETTY IMAGES
Image captionTên lửa Saturn V cao 111m và nặng hơn 2.950 tấn

Trong tám tháng tiếp theo, đội chế tạo tên lửa của von Braun đã giải quyết tất cả mọi vấn đề, trước khi thuyết phục ban lãnh đạo Nasa rằng tên lửa Saturn V đã có thể bay an toàn.

"Đó là phần can đảm của chương trình," Griffin nhận định. "Đó cũng là sự can đảm của ba người đàn ông bước vào và lái tên lửa Saturn V đầu tiên."

5: Là số tầng trên của tên lửa Saturn V trên Mặt Trăng

Chỉ chín phút sau khi phóng đi, tên lửa Saturn V đã cắt bỏ tầng một và hai, bỏ chúng rơi về phía Đại Tây Dương.

Tầng ba (thường được biết với cái tên dễ gây nhầm lẫn là tầng S4B), với một động cơ, đã giúp tàu vũ trụ tăng tốc đủ để bay vào quỹ đạo trước khi ngừng hoạt động.

Sau khi bay một vòng rưỡi quanh Trái Đất, nhóm phi hành gia bật lại động cơ ở tầng S4B. Rồi trong một đoạn cua nổi tiếng có tên "Bay vòng chuyển qua Mặt Trăng", tên lửa đẩy tàu vũ trụ ra khỏi quỹ đạo để bay vào một quỹ đạo hướng về phía Mặt Trăng.

Sau khi các phi hành gia tắt động cơ lần hai, và tàu đổ bộ mặt trăng được phóng ra từ khoang trên cùng, thì tên lửa bị bỏ lại. Nhưng vì tên lửa bay cùng vận tốc và cùng hướng với tàu vũ trụ, nếu phi hành đoàn không thay đổi quỹ đạo, thì tên lửa đã qua sử dụng kia sẽ theo họ đến Mặt Trăng.

Trong vài sứ mạng Apollo đầu tiên, giải pháp của Nasa là đưa tên lửa S4B bay vào quỹ đạo Mặt Trời. Và ngày nay, tầng S4B của tàu Apollo 8, 9, 10 và 11 vẫn đang bay trong quỹ đạo Mặt Trời. Tuy nhiên tầng trên của tàu Apollo 12 đã bị lực hút Trái Đất kéo lại.

Với các sứ mạng khác, Nasa có một kế hoạch giàu trí tưởng tượng hơn.

NASABản quyền hình ảnhNASA
Image captionNhóm chế tạo tên lửa Saturn V đã phải thiết kế lại tên lửa để đảm bảo nó không gây ra lực quá mạnh đến mức làm chết phi hành đoàn

Trong bộ các thiết bị thăm dò bề mặt Mặt Trăng Apollo (Alsep) mà các nhà du hành mặt trăng của Tàu Apollo 12 bỏ lại có máy đo địa chấn, là thiết bị chuyển tiếp dữ liệu về Trái Đất.

Khi để cho tầng S4B va chạm vào bề mặt Mặt Trăng, các nhà địa chất có thể lần theo dấu địa chấn, từ đó qua đá mặt trăng để tìm hiểu cấu trúc địa chấn của mặt trăng.

Khi nhiệm vụ tiến triển, và ngày càng nhiều tầng tên lửa rơi xuống, thì người ta càng có nhiều dữ liệu. Gói thử nghiệm Alsep tiếp tục gửi dữ liệu về đến tận năm 1977, khi Nasa kết thúc chương trình.

100: Là tỷ lệ phần trăm mây bao phủ trong đợt phóng tàu Apollo 12

Vào ngày 14/11/1969, bốn tháng sau khi đáp xuống Mặt Trăng, Nasa quyết định thực hiện lại hành trình. Trên tàu Apollo 12 gồm có: Pete Conrad, Dick Gordon và Alan Bean.

Ngày hôm đó có vài trận mưa do khối không khí lạnh di chuyển qua miền trung California, nhưng các nhà dự đoán khí tượng vẫn chấp nhận tiến hành vụ phóng tàu và quá trình đếm ngược diễn ra suôn sẻ.

Nhưng 36 giây sau khi phóng tàu, khi tên lửa Saturn V bay xuyên qua các đám mây, hệ thống điện trong khoang điều khiển bị hỏng.

"Cái quái quỷ gì thế này?" Conrad thốt lên.

Đó là phiên đầu tiên Gerry Griffin đóng vai trò giám đốc chuyến bay, ông trực tổng hợp phòng điều khiển bay.

"Họ đã nhận được cảnh báo chính và bảng cảnh báo có đèn cho biết tình trạng hỏng hóc xảy ra ở đâu, và Conrad bắt đầu đọc các thông tin đó,"Griffin nói. "Toàn bộ bảng cảnh báo cơ bản là đã bật sáng hết."

Khi tên lửa tiếp tục bay vào quỹ đạo, Griffin tìm ra một giải pháp. "Cậu trai trẻ này đến từ một trường cao đẳng nhỏ ở miền đông nam Oklahoma có tên là John Aaron, khi ấy tôi đoán là cậu chừng 25 tuổi, đã ra quyết đinh, cậu nói 'bảo ông ấy chuyển SCE sang Aux."

NASABản quyền hình ảnhNASA
Image captionTrong một đợt phóng, các kỹ sư phát hiện ra tên lửa Saturn V có thể tự tạo ra sét

Griffin chưa bao giờ nghe nói đến nút công tắc này nhưng ông đã yêu cầu nhân viên phụ trách truyền thông tin là Gerry Carr phát lại tin nhắn tới tàu vũ trụ.

"Conrad cũng chưa bao giờ nghe nói đến công tắc này, nên ông nói 'chuyển SCE sang Aux là cái quái gì vậy?' nhưng Al Bean biết công tắc đó nằm ở đâu, nó ở ngay trước mặt ông."

Họ bật công tắc đó lên, khoang điều khiển nhanh chóng trở lại kết nối. Và khi các máy tính hướng dẫn được khởi động lại, phi hành đoàn tiếp tục bay đến Mặt Trăng.

Sau này khi các kỹ sư phân tích vụ phóng tàu, họ khám phá ra rằng tên lửa đã tự tạo ra sét, khí thải tạo ra dòng điện giữa các hạt phân tử mang điện tích trong mây và trên mặt đất.

May mắn là tia sét không ảnh hưởng đến máy tính tách riêng dùng cho tên lửa, nhờ vậy dù trải qua kịch tính, máy tính đó vẫn tiếp tục khiến tàu vũ trụ bay đúng hướng.

"Thật hài hước khi nghe phi hành đoàn kể lại sau đó," Griffin cho biết. "Họ cười khúc khích, nó gần như một tai nạn trong xe hơi… chuyến hành trình vào quỹ đạo đó trở nên rất buồn cười sau đó."

Bài tiếng Anh đã đăng trên BBC Future.

Nguồn tin: BBC

Tổng số điểm của bài viết là: 0 trong 0 đánh giá

Click để đánh giá bài viết

  Ý kiến bạn đọc

Những tin mới hơn

Những tin cũ hơn