Sự thành công của sứ mệnh Artemis II không chỉ nằm ở việc đưa con người bay quanh Mặt Trăng, mà còn phụ thuộc vào một yếu tố sống còn: khả năng trở về an toàn qua bầu khí quyển Trái Đất. Sau những lo ngại từ chuyến bay thử nghiệm không người lái vào năm 2022, NASA hiện đã tự tin khẳng định rằng hệ thống bảo vệ nhiệt của tàu Orion đã sẵn sàng cho thử thách thực sự.
Trong sứ mệnh Artemis I (2022), tàu Orion đã gặp phải một số vấn đề kỹ thuật ngoài dự kiến với tấm chắn nhiệt. Đây là bước đầu tiên trong chuỗi các nhiệm vụ ngày càng phức tạp nhằm thiết lập nền móng cho việc đưa các phi hành gia trở lại bề mặt Mặt Trăng và xây dựng một căn cứ bền vững tại đây.
 |
| Khoảnh khắc tàu Orion trở về sau sứ mệnh Artemis I (12/2022). NASA đã thử nghiệm thành công tấm chắn nhiệt, sẵn sàng cho kỷ nguyên đưa con người trở lại Mặt Trăng. (Nguồn: NASA) |
"Các chuyến bay Artemis đầu tiên là một chiến dịch thử nghiệm. Artemis I đã cho chúng tôi cơ hội kiểm tra các hệ thống trong môi trường không gian sâu trước khi đưa phi hành đoàn vào các nhiệm vụ tương lai," ông Amit Kshatriya, Phó Trợ lý Quản trị điều hành Văn phòng Chương trình từ Mặt Trăng đến Sao Hỏa tại Trụ sở NASA, cho biết.
Giải Mã Sự Cố Tấm Chắn Nhiệt Trên Tàu Orion Của Sứ Mệnh Artemis I
Trong quá trình trở lại Trái Đất của Artemis I, tàu Orion đã trải qua hiện tượng mất "lớp than" (char loss) bất ngờ trên tấm chắn nhiệt. Các kỹ sư xác định rằng các khí sinh ra bên trong tấm chắn đã không thể thoát ra ngoài như mong đợi thông qua vật liệu bảo vệ bên ngoài có tên là Avcoat.
Tấm chắn nhiệt của tàu Orion dựa vào Avcoat — một loại vật liệu mài mòn (ablator). Theo nguyên lý, vật liệu này sẽ cháy đi một cách có kiểm soát trong quá trình thâm nhập bầu khí quyển để chuyển hướng nhiệt lượng cực lớn ra xa tàu vũ trụ. Tuy nhiên, dữ liệu thực tế cho thấy một kịch bản khác biệt so với các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm.
Các chuyên gia phát hiện rằng khi tàu đi qua các lớp khí quyển khác nhau, tốc độ nhiệt giảm xuống khiến năng lượng nhiệt tích tụ bên trong lớp Avcoat. NASA giải thích: "Điều này dẫn đến việc tích tụ khí từ quá trình mài mòn. Do Avcoat không có độ thẩm thấu cần thiết, áp suất bên trong đã tăng lên, dẫn đến nứt vỡ và bong tróc không đều của lớp bên ngoài."
Kết quả là tàu Orion khi trở về mang theo những vết sẹo đen sạm từ hành trình thăng trầm qua bầu khí quyển. Nguyên nhân sâu xa được xác định là do các thí nghiệm ban đầu được thực hiện ở tốc độ gia nhiệt cao hơn nhiều so với thực tế của sứ mệnh, khiến các nhà khoa học không lường trước được sự hình thành khí trong các lớp than ở nhiệt độ thấp hơn.
Nỗ Lực Của NASA Và Sự Tự Tin Cho Chuyến Bay Có Người Lái
Việc đảm bảo an toàn cho phi hành đoàn là ưu tiên hàng đầu. NASA đã thực hiện một cuộc điều tra sâu rộng, phân tích khoảng 200 mẫu Avcoat được lấy ra từ tàu Orion sau khi trở về. Đây là một công việc khổng lồ bởi tấm chắn nhiệt là bộ phận thiết yếu nhất trong quá trình tái nhập: nếu không có nó, sự sống bên trong tàu không thể tồn tại trước mức nhiệt độ lên tới gần 3.870°C (7.000 độ F).
Howard Hu, Quản lý Chương trình Orion, chia sẻ: "Quá trình điều tra diễn ra rất kỹ lưỡng. Chúng tôi đã dành cho đội ngũ thời gian cần thiết để xem xét mọi nguyên nhân có thể xảy ra và họ đã làm việc không mệt mỏi để đảm bảo chúng tôi hiểu rõ hiện tượng này cũng như các bước cần thiết để giảm thiểu vấn đề cho các sứ mệnh tương lai."
Sau khi phân tích một lượng lớn dữ liệu thu được từ Artemis I và thực hiện các thử nghiệm bổ sung, các quan chức NASA giờ đây hoàn toàn tự tin vào độ an toàn của tấm chắn nhiệt. Khi Artemis II chuẩn bị đưa phi hành đoàn đầu tiên rời xa quỹ đạo Trái Đất sau nhiều thập kỷ, lá chắn này sẽ là "người bảo vệ" thầm lặng, đảm bảo hành trình trở về của họ kết thúc trong sự an toàn và vinh quang.
Khám phá này một lần nữa khẳng định rằng: ngay cả với công nghệ tiên tiến nhất, vũ trụ vẫn luôn đầy rẫy những biến số, và sự tỉ mỉ trong khoa học chính là chìa khóa để mở cánh cửa tiến vào kỷ nguyên thám hiểm mới.
Thế Anh.