Tàu Orion Artemis II đối mặt 8 phút 'rào lửa' khi lao vào khí quyển Trái Đất
Ngày 10/4 (giờ Mỹ), mọi sự chú ý đều đổ dồn vào khoang tàu Orion của sứ mệnh Artemis II khi bốn phi hành gia chuẩn bị bước vào giai đoạn nguy hiểm nhất trong chuyến bay quanh Mặt Trăng. Con tàu này sẽ lao vào bầu khí quyển Trái Đất với tốc độ gần 38.000 km/h, phụ thuộc vào một tấm chắn nhiệt và 11 chiếc dù để sống sót sau chuyến đi đầy lửa và hạ cánh an toàn xuống biển.
Hành trình lịch sử và thử thách khắc nghiệt
Sau khi hoàn thành hành trình lịch sử, đưa các phi hành gia Reid Wiseman, Victor Glover, Christina Koch và Jeremy Hansen đi xa Trái Đất hơn bất kỳ con người nào trước đây, con tàu giờ đang trên đường trở về và thử thách khắc nghiệt nhất đang chờ đợi phía trước. Khoảnh khắc then chốt không phải ở không gian sâu, mà là khi tàu Orion lao vào khí quyển Trái Đất với tốc độ gần 24.000 dặm/giờ (khoảng 38.000 km/h). Chỉ vài phút ngắn ngủi sẽ quyết định sự an toàn của cả phi hành đoàn.
8 phút căng thẳng nhất của hành trình 1,1 triệu km
Chặng đường cuối cùng chỉ khoảng 160km, nhưng lại nguy hiểm nhất trong toàn bộ hành trình dài hơn 1,1 triệu km. Ở độ cao khoảng 120km trên bề mặt Trái Đất, khoang Orion sẽ lao vào khí quyển với tốc độ 38.000 km/h, nhanh đến mức nếu bay theo hướng khác, nó có thể đi từ New York tới Tokyo trong chưa đầy 20 phút. Con tàu sẽ hướng đến điểm rơi ngoài khơi San Diego, Thái Bình Dương, nhưng trước đó phải vượt qua 8 phút khốc liệt, giai đoạn mà các kỹ sư NASA gọi là “rào lửa”.
Chiến lược thay đổi sau bài học từ Artemis I
Ban đầu, kế hoạch là cho Orion “nảy” vào rồi ra khỏi khí quyển như viên đá lướt trên mặt nước để giảm dần tốc độ. Tuy nhiên, phương án này đã bị loại bỏ sau sứ mệnh Artemis I năm 2022. Khi đó, tàu Orion không người lái trở về từ quỹ đạo Mặt Trăng đã ghi nhận thiệt hại đáng kể ở lớp chắn nhiệt. Lá chắn nhiệt của Orion gồm phần đế titan phủ 186 khối vật liệu chịu nhiệt Avcoat, mỗi khối dày 3,8cm. Khi tàu tái nhập khí quyển, ma sát làm nhiệt độ tăng lên tới khoảng 2.760°C, đủ để làm tan chảy nhiều kim loại.
Trong lần trở về của Artemis I, khí bị mắc kẹt trong lớp chắn nhiệt đã giãn nở dưới nhiệt độ cao, làm bong tróc các mảnh Avcoat cháy sém. Điều này làm giảm hiệu quả bảo vệ và gây lo ngại cho sứ mệnh có người lái. Để giảm rủi ro, NASA quyết định thay đổi chiến lược: Orion của Artemis II sẽ lao vào khí quyển với góc dốc hơn. Cách tiếp cận này giúp rút ngắn thời gian tàu chịu nhiệt độ và ma sát cực cao, qua đó hạn chế nguy cơ hư hỏng.
Quả cầu lửa và khoảnh khắc mất liên lạc
Trong giai đoạn tái nhập, Orion sẽ bị bao phủ bởi một quả cầu lửa khổng lồ. Plasma nóng rực sẽ nhấp nháy bên ngoài cửa sổ. Khoang tàu rung lắc dữ dội và trong vài phút, liên lạc với trung tâm điều khiển mặt đất sẽ bị cắt đứt, khoảnh khắc khiến mọi người nín thở. Đây là hiện tượng quen thuộc nhưng vẫn gây căng thẳng. Khi con tàu vượt qua lớp plasma và tín hiệu liên lạc trở lại, đó là dấu hiệu cho thấy giai đoạn nguy hiểm nhất đã qua.
Hệ thống dù và quá trình hạ cánh an toàn
Lúc này, Orion vẫn đang lao xuống với tốc độ 523 km/h ở độ cao khoảng 8.000m so với mặt biển Thái Bình Dương. Ở độ cao 8.000m, các hệ thống kích nổ sẽ thả ba dù nhỏ đầu tiên. Tiếp theo, hai dù drogue lớn hơn bung ra để ổn định khoang tàu. Khi Orion giảm xuống độ cao khoảng 2.900m và tốc độ còn 209 km/h, hệ thống dù chính sẽ bắt đầu hoạt động.
Quá trình này diễn ra theo nhiều bước:
- Ba dù dẫn đường bung trước.
- Kéo theo ba dù chính khổng lồ rộng tới 35,3m mỗi chiếc.
- Mỗi dù nặng khoảng 140kg và khoang tàu treo lơ lửng cách chúng 81m.
Nhờ hệ thống này, tốc độ rơi giảm xuống dưới 32 km/h, đủ nhẹ để hạ cánh an toàn xuống đại dương.
Hải quân Mỹ sẵn sàng đón phi hành đoàn
Hai giờ trước thời điểm hạ cánh, các đội cứu hộ đã vào vị trí. Trực thăng của Hải quân Mỹ từ tàu đổ bộ USS John P. Murtha sẽ thực hiện nhiệm vụ tìm kiếm và cứu hộ. Các đội này đã luyện tập nhiều lần, bao gồm 12 cuộc diễn tập gọi là Underway Recovery Tests. Họ cũng từng thực hiện thành công việc thu hồi tàu Orion không người lái của Artemis I. Nếu mọi thứ diễn ra đúng kế hoạch, phi hành đoàn Artemis II sẽ được đưa ra khỏi khoang tàu đang nổi trên các phao nổi giữa sóng biển, an toàn sau hành trình lịch sử.
Ý nghĩa lịch sử và tương lai của thám hiểm Mặt Trăng
Sự thành công của Artemis II sẽ mở đường cho sứ mệnh Artemis IV, dự kiến đưa con người quay trở lại Mặt Trăng vào cuối năm 2028. Đây sẽ là lần đầu tiên con người đặt chân lên bề mặt Mặt Trăng sau gần 60 năm kể từ thời Apollo. Vì vậy, khoảnh khắc Orion lao vào khí quyển không chỉ là thử thách kỹ thuật mà còn là bước ngoặt lịch sử. Nếu lá chắn nhiệt hoạt động hoàn hảo và hệ thống hạ cánh vận hành trơn tru, Artemis II sẽ khẳng định năng lực của NASA và đưa nhân loại tiến gần hơn tới kỷ nguyên khám phá Mặt Trăng mới.
