Mr. Macho
Writer
Thất bại của sứ mệnh Peregrine Falcon đồng nghĩa với việc kế hoạch quay trở lại mặt trăng của Hoa Kỳ bị chặn theo từng giai đoạn và quá trình lập kế hoạch tổng thể buộc phải trì hoãn. Không giống như chương trình Apollo, chương trình đổ bộ lên mặt trăng này sẽ chủ yếu dựa vào lực lượng thương mại để đạt được mục tiêu hạ cánh lên mặt trăng, với các cơ quan chính thức của Hoa Kỳ đảm nhận vai trò nhà thầu. Sự thụt lùi này làm nổi bật những rủi ro tiềm ẩn khi đặt cược toàn bộ kế hoạch hoàn vốn vào các Kế hoạch đổ bộ lên mặt trăng của Hoa Kỳ đã không có khởi đầu tốt đẹp vào năm 2024. Vào ngày 8 tháng 1, giờ địa phương, tàu đổ bộ Peregrine, mang tầm nhìn của Hoa Kỳ quay trở lại mặt trăng, đã bị rò rỉ nhiên liệu đẩy ngay sau khi được phóng lên vũ trụ và người ta xác định rằng nó sẽ không thể tới được mặt trăng. Con tàu vũ trụ trị giá 108 triệu USD này, mang theo một số thiết bị khoa học và tro cốt của con người, dẫn đến kết thúc: rơi vào bầu khí quyển trái đất.
Đây cũng là lần đầu tiên một công ty tư nhân Hoa Kỳ nỗ lực hạ cánh lên mặt trăng - tàu "Peregrine" được phát triển bởi Astrobotic. Sau khi nối lại kế hoạch hạ cánh lên mặt trăng, Hoa Kỳ đã chính thức tài trợ cho việc tháo dỡ các giai đoạn khác nhau của sứ mệnh và giao nó cho các công ty hàng không vũ trụ thương mại khác nhau, dựa vào sức mạnh thương mại để đạt được mục tiêu hạ cánh lên mặt trăng.
Các công ty tư nhân tham gia chương trình đổ bộ mặt trăng. Nguồn: NASA
Là nỗ lực đầu tiên của Hoa Kỳ nhằm hạ cánh nhẹ nhàng lên mặt trăng sau 50 năm - ba phi hành gia trong sứ mệnh Apollo 17 rời mặt trăng vào tháng 12 năm 1972 - sự thất bại của sứ mệnh Peregrine đồng nghĩa với kế hoạch quay trở lại của Hoa Kỳ lên mặt trăng đang trong giai đoạn bị chặn, và các kế hoạch hạ cánh lên mặt trăng lồng vào nhau cũng bị trì hoãn.
Thất bại này cũng làm nổi bật những rủi ro tiềm ẩn khi đặt cược toàn bộ kế hoạch quay trở lại vào các công ty thương mại. Trong bài viết này, chúng ta sẽ bắt đầu với sứ mệnh Peregrine Falcon, đồng thời phân tích sâu sắc những điểm tương đồng và khác biệt giữa kế hoạch đổ bộ lên mặt trăng của Hoa Kỳ hơn nửa thế kỷ sau và kế hoạch Apollo, cũng như các mô hình mới do tàu vũ trụ mang lại, khi sức mạnh thương mại thực hiện sứ mệnh quốc gia. Thuận lợi và bất ổn.
Tàu đổ bộ mặt trăng Peregrine
Vào tháng 12 năm 2017, Tổng thống Mỹ khi đó là Donald Trump đã ký chỉ thị về chính sách không gian tại Nhà Trắng, thông báo rằng các phi hành gia Mỹ sẽ quay trở lại mặt trăng và cuối cùng sẽ lên sao Hỏa.
NASA đặt tên cho chương trình hạ cánh lên mặt trăng mới của mình là Artemis, theo tên nữ thần mặt trăng và thợ săn trong thần thoại Hy Lạp. Cái tên này gợi nhớ đến thế hệ trước của dự án thám hiểm mặt trăng của Hoa Kỳ, Dự án Apollo—trong thần thoại Hy Lạp, Artemis là em gái song sinh của Apollo.
Khác với chương trình Apollo, mục đích của chuyến đổ bộ lên mặt trăng này không chỉ đơn thuần là bước lên bề mặt mặt trăng và cắm cờ. Điểm kết thúc của chương trình Artemis không phải là mặt trăng mà bắt đầu từ mặt trăng và đi đến các hành tinh xa hơn; quan trọng hơn, trên con đường thực hiện, NASA không còn là cơ quan chịu trách nhiệm toàn bộ quá trình mà đóng vai trò là cơ quan một nhà thầu chính phủ đề xuất các nhiệm vụ khác nhau. Dựa trên những nhu cầu này, các nhà thầu được lựa chọn trong số các công ty thương mại và phòng thí nghiệm của trường đại học. Vì vậy, đối với các công ty hàng không vũ trụ thương mại, NASA chỉ là một trong số rất nhiều khách hàng và các hàng hóa thương mại khác thậm chí có thể được vận chuyển trong sứ mệnh.
Là một phần nhỏ của dự án khổng lồ, trong giai đoạn chia nhỏ của cuộc đổ bộ lên mặt trăng, NASA ban đầu đã chọn 9 công ty thông qua Dịch vụ tải trọng mặt trăng thương mại (CLPS) để cạnh tranh các hợp đồng trị giá hàng tỷ đô la. NASA trả tiền cho các công ty tư nhân để gửi các thiết bị khoa học lên bề mặt mặt trăng và phát hiện chúng. Nếu kế hoạch thành công, NASA sẽ thuê các công ty tư nhân thực hiện các sứ mệnh đổ bộ lên mặt trăng có người lái - giống như dịch vụ vận chuyển giữa các vì sao phức tạp hơn.
Lần phóng này là sứ mệnh mở đầu của kế hoạch CLPS. Theo kế hoạch, sẽ có ít nhất 9 sứ mệnh đổ bộ lên Mặt Trăng tiếp theo, gửi các thiết bị khác nhau từ 5 công ty lên bề mặt Mặt Trăng. Trên thực tế, từ tên lửa, tàu vũ trụ cho đến tàu đổ bộ lên mặt trăng, NASA đã thiết lập quan hệ hợp tác với 13 công ty hàng không vũ trụ của Hoa Kỳ, với hơn 3.000 nhà cung cấp thượng nguồn đứng sau.
Các sứ mệnh phóng lên mặt trăng gần đây của Hoa Kỳ là nơi đào tạo và kiểm tra độ tin cậy cho nhiều công ty khác nhau.
Mặc dù Peregrine không hoàn thành sứ mệnh nhưng trong giai đoạn phóng, sứ mệnh được thực hiện bằng chuyến bay thử nghiệm đầu tiên của tên lửa mới "Vulcan" do United Launch Alliance (ULA) thiết kế, được phát triển bởi liên doanh giữa Lockheed. Martin và Boeing, tên lửa này cũng sắp đạt được chứng nhận của Bộ Quốc phòng thông qua lần phóng này.
Cùng tham gia sứ mệnh còn có Blue Origin, một công ty hàng không vũ trụ nổi tiếng khác do Jeff Bezos thành lập. Tên lửa Vulcan được trang bị 2 động cơ tên lửa BE-4 do Blue Origin phát triển, động cơ này đã được phát triển trong nhiều năm và đây là sứ mệnh bay chính thức đầu tiên. Blue Origin cũng có kế hoạch thử nghiệm tên lửa New Glenn được trang bị nhiều động cơ BE-4 lần đầu tiên trong năm nay.
Các nhiệm vụ tiếp theo cũng rất chuyên sâu. Một công ty khác có tên Intuitive Machines đã lên kế hoạch phóng tàu đổ bộ mặt trăng của riêng mình lần đầu tiên vào giữa tháng 2, khi giai đoạn khởi động sứ mệnh sẽ sử dụng tên lửa Falcon 9 của SpaceX. Điều thú vị là Intuitive Machines có kế hoạch hạ cánh trên mặt trăng vào hoặc trước ngày 22 tháng 2 (sớm hơn một ngày so với ngày hạ cánh dự kiến của Peregrine Falcon) và nếu đạt được mục tiêu này, nó sẽ trở thành công ty thương mại đầu tiên hạ cánh trên mặt trăng.
Giai đoạn tiếp theo của sứ mệnh mặt trăng - chuyến bay có người lái quanh mặt trăng - cũng đang được chuẩn bị đồng thời. Bốn phi hành gia đến từ Hoa Kỳ và Canada đã sẵn sàng, nhưng tàu vũ trụ Orion (do Lockheed Martin và Airbus cùng phát triển) mà họ sẽ lên vẫn chưa vượt qua quá trình thử nghiệm hoàn chỉnh.
Đồng thời, SpaceX vẫn đang thử nghiệm tên lửa Starship và tàu vũ trụ, đây là phương tiện phóng bằng xe nâng hạng nặng có thể tái sử dụng hoàn toàn đầu tiên trong lịch sử, nó vẫn chưa thể hoàn thành việc phóng lên quỹ đạo và NASA đã lên kế hoạch sử dụng nó. để thực hiện hai lần phóng đầu tiên.Sứ mệnh chính thức của con người lên mặt trăng.
Sự chậm trễ liên tục trong chương trình Artemis và sự thất bại của sứ mệnh này làm nổi bật những khó khăn mới mà đất nước từng đặt chân lên mặt trăng phải đối mặt.
Giai đoạn đầu tiên của Dự án Artemis. nguồn: NASA
Thất bại của sứ mệnh Peregrine Falcon chắc chắn sẽ ảnh hưởng đến các kế hoạch đổ bộ lên mặt trăng đan xen, dẫn đến một câu hỏi trực quan: Tại sao Hoa Kỳ đổ bộ lên mặt trăng hơn nửa thế kỷ trước mà không bao giờ quay trở lại? Ngay cả những kế hoạch mới cũng sẽ gặp rất nhiều khó khăn và bất ổn.
Nói một cách logic, không có vấn đề kỹ thuật lớn nào trong việc tái tạo các bản vẽ của tên lửa Sao Thổ 5 và tàu vũ trụ Apollo của chương trình Apollo. Nhưng Mỹ không muốn lặp lại chương trình Apollo. Chương trình Apollo trước đây đã đưa con người lên bề mặt mặt trăng, đồng thời thúc đẩy đổi mới công nghệ quy mô lớn, bao gồm công nghệ máy tính, công nghệ truyền thông, khoa học vật liệu, v.v.; trong chương trình Artemis, mặt trăng chỉ là một trạm trung chuyển. Việc sao chép chương trình Apollo đơn giản là không hiệu quả.
Đồ họa thiết lập các khu định cư của con người trên mặt trăng. nguồn: NASA
Đầu tiên là hai người có mục tiêu khác nhau.
Khu vực đổ bộ lên Mặt Trăng của chương trình Apollo chủ yếu nằm gần đường xích đạo của bề mặt Mặt Trăng, sau này khu vực này còn được gọi là "Khu vực đổ bộ lên Mặt Trăng của Apollo". Cụ thể, 6 sứ mệnh đổ bộ lên Mặt Trăng trong chương trình Apollo đều nằm ở gần hoặc gần đường xích đạo của Mặt Trăng. Sự lựa chọn như vậy đảm bảo rằng pin mặt trời có thể cung cấp đủ năng lượng trong các điều kiện ánh sáng khác nhau.
Một trong những mục tiêu chính của chương trình Artemis là thiết lập căn cứ bền vững của con người trên mặt trăng và thậm chí sử dụng nó làm điểm trung chuyển để tiến xa hơn vào không gian sâu. Được coi là khu vực có nhiều khả năng chứa nước đá nhất trên mặt trăng, tài nguyên nước trên mặt trăng rất quan trọng để cung cấp nước uống và nhiên liệu (phân hủy thành hydro và oxy), cho cả nơi ở của con người và hoạt động thám hiểm không gian sâu trong tương lai. Vì lý do này, NASA có kế hoạch đưa một máy khoan băng lên mặt trăng sớm nhất là vào nửa cuối năm 2019. Một trong những nhiệm vụ tiếp theo của phi hành gia con người là đáp xuống mặt trăng cũng là tìm kiếm nguồn nước.
Các yếu tố quan trọng hơn là chi phí kinh tế và rủi ro an toàn.
Chương trình Apollo ra đời trong thời kỳ chạy đua vũ trang giữa Mỹ và Liên Xô, được đề xuất lần đầu tiên vào năm 1960 và không được chấp thuận ngay từ đầu. Phải đến tháng 4 năm sau, phi hành gia Liên Xô Gagarin mới bước vào vũ trụ thành công trên tàu vũ trụ Vostok 1 và trở thành phi hành gia đầu tiên trên thế giới. Được thúc đẩy bởi điều này, Tổng thống Hoa Kỳ lúc bấy giờ là John F. Kennedy đã chính thức công bố chương trình Apollo một tháng sau đó.
Sứ mệnh đổ bộ lên mặt trăng của Apollo chứa đầy rủi ro rất lớn và giống như một "canh bạc" được ăn cả hoặc không có gì trong cuộc đua đổ bộ lên mặt trăng. Từ năm 1968 đến năm 1972, NASA đã thực hiện tổng cộng 9 sứ mệnh có người lái lên mặt trăng, 6 trong số đó đã hạ cánh thành công và 12 phi hành gia đã hạ cánh thành công trên bề mặt mặt trăng.
Đằng sau thành công là một loạt những rủi ro và tai nạn chết người. Ví dụ, vụ tai nạn nổi tiếng Apollo 1 xảy ra trong giai đoạn thử nghiệm mặt đất, một trận hỏa hoạn bất ngờ khiến ba phi hành gia thiệt mạng, trong sứ mệnh Apollo 11, Armstrong mặc dù đặt chân thành công lên mặt trăng nhưng khi quay trở lại Trái đất lại gặp phải lỗi công tắc đánh lửa. Ngoài ra, các sứ mệnh Apollo 12, 13, 15 và các sứ mệnh khác cũng gặp tai nạn nghiêm trọng.
Ngoài chi phí an toàn, chi phí khổng lồ của chương trình Apollo cũng không có dự án nào sánh kịp. Tổng chi phí của kế hoạch lên tới 25,5 tỷ USD, tương đương 0,57% GDP của Mỹ năm đó, chiếm 20% tổng kinh phí nghiên cứu và phát triển khoa học công nghệ của Mỹ vào thời điểm đó, chi phí này đã vượt quá 150 tỷ USD đô la trong những năm gần đây.
Đối với NASA ngày nay, họ không còn nguồn vốn vô hạn và sự hỗ trợ đầy đủ như chương trình Apollo, cũng không thể chịu đựng được rủi ro cao mà phải đánh giá rõ ràng rủi ro của từng dự án, chẳng hạn như NASA sẽ tính toán chính xác mức độ thất bại của từng bộ phận và tỷ lệ rủi ro liên quan đến sự thất bại của từng thành phần, tiểu thành phần và hệ thống.
Dự án Artemis ra đời trong bối cảnh đó, được coi là một dự án bền vững: có thể chạm tới mặt trăng với chi phí tiết kiệm hơn, với công nghệ tiên tiến hơn và theo cách an toàn hơn.
Theo bộ phận kiểm toán Hoa Kỳ, NASA sẽ đầu tư 93 tỷ USD vào nhiều phát triển khác nhau cần thiết cho sứ mệnh đổ bộ lên Mặt Trăng vào năm 2025. Tuy nhiên, nếu một loạt nhiệm vụ không thể hoàn thành đúng thời hạn thì chi phí tiếp theo sẽ còn tăng thêm.
Mặc dù chương trình Artemis hiện không có lợi thế lớn về mặt chi phí và chu kỳ phát triển, nhưng việc đưa ra mô hình cạnh tranh thương mại sẽ mang lại cơ hội cải tiến rất lớn. So với chương trình Apollo gần như không thể giảm chi phí, chương trình Artemis đáng tin cậy hơn về mặt đổi mới công nghệ và tái sử dụng, dự án càng kéo dài thì chi phí cũng sẽ giảm theo. Sự tham gia của các “cá trê” như SpaceX và Blue Origin có thể giúp NASA đạt được mục tiêu cuối cùng của chuyến phiêu lưu này đồng thời tiết kiệm đáng kể chi phí: đầu tiên lên mặt trăng và sau đó là tới sao Hỏa.
NASA dựa vào sức mạnh thương mại để thúc đẩy các dự án hàng không vũ trụ và đánh giá cao những tác động đột phá do sự linh hoạt hoàn toàn và hiệu quả sử dụng vốn của các công ty tư nhân mang lại - giống như SpaceX đã giảm đáng kể chi phí sản xuất tên lửa và vệ tinh. Trước khi đạt được mục tiêu này, việc lặp lại công nghệ và giảm chi phí cũng dựa trên thất bại, thử và sai - giống như SpaceX trong những ngày đầu đã cải thiện độ tin cậy của tàu vũ trụ thông qua những thất bại liên tiếp.
Hơn nữa, việc đáp xuống mặt trăng luôn là sứ mệnh có tỷ lệ thất bại cao. Trên thực tế, trước Peregrine, tất cả các sứ mệnh đổ bộ lên mặt trăng do các công ty tư nhân thực hiện đều thất bại. Vào tháng 4 năm 2019, tàu đổ bộ mặt trăng Beresheet, do công ty tư nhân SpaceIL và Israel Aerospace Industries hợp tác chế tạo, đã bị rơi sau khi mất liên lạc khi cố gắng hạ cánh lên mặt trăng; vào tháng 4 năm 2023, công ty hàng không vũ trụ thương mại Nhật Bản ispace Tàu đổ bộ mặt trăng cũng mất liên lạc trong khi cố gắng hạ cánh nhẹ nhàng và cuối cùng bị rơi.
Các công ty tư nhân chú ý hơn đến việc kiểm soát chi phí, với tiền đề như vậy, nguy cơ thất bại sẽ lớn hơn và nhiều nhiệm vụ sẽ kết thúc trong thất bại trong tương lai. Khi bình luận về sứ mệnh Peregrine, Nico Dettmann, người đứng đầu nhóm thám hiểm mặt trăng của Cơ quan Vũ trụ châu Âu, cho biết các công ty này còn khá mới và thất bại là điều dễ hiểu. Các công ty sẽ học hỏi từ những thất bại và cuối cùng đạt được mức giảm chi phí. Nhưng không thể phủ nhận rằng một số nhiệm vụ đầu tiên có thể gặp sự cố.
Có thể thấy, hiệu quả, chi phí và độ tin cậy đã trở thành ba yếu tố không thể đạt được đồng thời trong kế hoạch đổ bộ lên mặt trăng của Mỹ. NASA, vốn đang cố gắng tận dụng sức mạnh thương mại, cũng đang chấp nhận những bất lợi của việc liên tục trì hoãn các kế hoạch.
Quản trị viên NASA Bill Nelson cho biết trong một cuộc họp báo gần đây rằng sứ mệnh Artemis 2 đã bị hoãn lại đến tháng 9 năm 2025. Ban đầu họ dự định sắp xếp cho 4 phi hành gia hoàn thành chuyến bay quanh mặt trăng vào cuối năm 2024; sứ mệnh đưa phi hành gia lên bề mặt mặt trăng cũng sẽ bị hoãn lại một năm, sớm nhất là từ năm 2025 đến tháng 9 năm 2026.
Điều này nêu bật những rủi ro trong chiến lược dựa vào các công ty tư nhân của NASA: lịch trình hạ cánh lên mặt trăng ngày càng vượt khỏi tầm kiểm soát. Khi nhiệm vụ được giao cho các công ty khác nhau, NASA sẽ khó kiểm soát tiến độ hơn, hơn nữa, bản thân các nhiệm vụ kỹ thuật cũng có xác suất thất bại nhất định, do đó, mỗi nhiệm vụ thất bại hoặc chậm tiến độ trong quá trình sẽ ảnh hưởng đến tiến độ của toàn bộ kế hoạch. Và khi có hàng chục công ty tham gia, điều bất ngờ chắc chắn sẽ xảy ra.
Ví dụ, theo kế hoạch, Peregrine Falcon không phải là tàu vũ trụ đầu tiên lên mặt trăng. Trước đây, một công ty hàng không vũ trụ thương mại có tên Masten Space Systems đã giành được hợp đồng từ NASA để phát triển tàu đổ bộ mặt trăng cho NASA và dự định phóng nó vào tháng 11 năm 2023.
Tuy nhiên, nguồn tài trợ của NASA đã không giúp công ty tồn tại cho đến thời điểm dự kiến, công ty đã nộp đơn xin phá sản vào nửa cuối năm 2022 và tài sản chính sau đó đã được Astrobotic mua lại. Điều này cũng trực tiếp dẫn đến việc hủy bỏ nhiệm vụ phóng ban đầu. Trong sứ mệnh phóng Peregrine này, ban đầu có năm trọng tải khác sẽ bay lên mặt trăng cùng với nó, nhưng trong quá trình điều chỉnh tàu đổ bộ trước khi phóng, trọng tải đã được đặt cho sứ mệnh hạ cánh lên mặt trăng tiếp theo.
Đối với kế hoạch đổ bộ lên mặt trăng của Mỹ, bản thân khoảng thời gian cực kỳ dài cũng là một trong những rủi ro.
Hàng năm, Quốc hội Hoa Kỳ thông qua dự luật phân bổ hàng năm để xác định số tiền ngân sách cụ thể của NASA, vì vậy, một trong những nhiệm vụ quan trọng nhất của người quản lý NASA là thuyết phục tổng thống và Quốc hội chú ý hơn đến các sứ mệnh không gian và phê duyệt nhiều tiền hơn. Vì vậy, sự ủng hộ của Quốc hội và chủ tịch hiện tại dành cho NASA là rất quan trọng.
Trước chương trình Artemis, Tổng thống Obama khi đó có xu hướng tập trung vào sao Hỏa, tức là đưa phi hành gia con người trực tiếp lên sao Hỏa mà không lên mặt trăng. Chính quyền kế nhiệm của Trump đã ủng hộ kế hoạch hiện có và thiết lập thành công chương trình Artemis.
Jim Bridenstine, quản trị viên NASA thời Trump (do Trump đề cử), từng nói rằng NASA đẩy nhanh tiến độ kế hoạch đổ bộ lên mặt trăng nhằm ngăn chặn một ngày các chính trị gia đột ngột thay đổi ý định và khiến kế hoạch này bị hủy bỏ. Họ thậm chí còn nâng cao đáng kể ngày hạ cánh lên mặt trăng từ ấn định ban đầu là 2028 lên 2024. Thời điểm này cũng khá tế nhị: nếu Trump thắng cử năm 2020, kế hoạch đổ bộ lên mặt trăng sẽ hoàn thành vào năm cuối cùng trong nhiệm kỳ của ông.
Nhưng kế hoạch đã không thành công. Một mặt, tiến độ của dự án Artemis hết lần này đến lần khác bị trì hoãn, mặt khác, Trump cũng không thể tái đắc cử, Biden vào Nhà Trắng năm 2020, Jim Bridenstine từ chức ngay lập tức. May mắn thay, chính quyền Biden vẫn tiếp tục hỗ trợ cho chương trình Artemis và ngân sách của NASA không ngừng tăng lên trong những năm gần đây, tuy nhiên, với cơ chế như vậy, sự bất ổn lâu dài sẽ khó có thể loại bỏ.
Sự lo lắng cũng tăng lên. So với sự bất định trong tiến độ của kế hoạch, áp lực cạnh tranh từ bên ngoài là chắc chắn và chưa bao giờ giảm bớt. Trên toàn cầu, một cuộc đua đổ bộ lên mặt trăng mới đã bắt đầu, ngoài các cường quốc không gian phi truyền thống đại diện là Nhật Bản, Israel và Ấn Độ đã nỗ lực lên mặt trăng, Nga cũng nỗ lực thể hiện sức mạnh của mình trong lĩnh vực mặt trăng. Quan trọng hơn, kế hoạch đổ bộ lên mặt trăng của Trung Quốc tiếp tục tiến triển một cách ổn định.
Là quốc gia duy nhất từng đưa con người lên mặt trăng, Hoa Kỳ, quốc gia đã bắt đầu lại việc đổ bộ lên mặt trăng, sẽ thoát khỏi gánh nặng lịch sử như thế nào và thể hiện khả năng đổ bộ lên mặt trăng trong kỷ nguyên không gian thương mại? Cộng đồng hàng không vũ trụ vẫn đang mong chờ những bất ngờ mới.
Đây cũng là lần đầu tiên một công ty tư nhân Hoa Kỳ nỗ lực hạ cánh lên mặt trăng - tàu "Peregrine" được phát triển bởi Astrobotic. Sau khi nối lại kế hoạch hạ cánh lên mặt trăng, Hoa Kỳ đã chính thức tài trợ cho việc tháo dỡ các giai đoạn khác nhau của sứ mệnh và giao nó cho các công ty hàng không vũ trụ thương mại khác nhau, dựa vào sức mạnh thương mại để đạt được mục tiêu hạ cánh lên mặt trăng.
Là nỗ lực đầu tiên của Hoa Kỳ nhằm hạ cánh nhẹ nhàng lên mặt trăng sau 50 năm - ba phi hành gia trong sứ mệnh Apollo 17 rời mặt trăng vào tháng 12 năm 1972 - sự thất bại của sứ mệnh Peregrine đồng nghĩa với kế hoạch quay trở lại của Hoa Kỳ lên mặt trăng đang trong giai đoạn bị chặn, và các kế hoạch hạ cánh lên mặt trăng lồng vào nhau cũng bị trì hoãn.
Thất bại này cũng làm nổi bật những rủi ro tiềm ẩn khi đặt cược toàn bộ kế hoạch quay trở lại vào các công ty thương mại. Trong bài viết này, chúng ta sẽ bắt đầu với sứ mệnh Peregrine Falcon, đồng thời phân tích sâu sắc những điểm tương đồng và khác biệt giữa kế hoạch đổ bộ lên mặt trăng của Hoa Kỳ hơn nửa thế kỷ sau và kế hoạch Apollo, cũng như các mô hình mới do tàu vũ trụ mang lại, khi sức mạnh thương mại thực hiện sứ mệnh quốc gia. Thuận lợi và bất ổn.
Dự án moonshot được hỗ trợ bởi các công ty tư nhân
Câu chuyện đổ bộ lên mặt trăng được hỗ trợ bởi sức mạnh thương mại đã bắt đầu từ sáu năm trước.Vào tháng 12 năm 2017, Tổng thống Mỹ khi đó là Donald Trump đã ký chỉ thị về chính sách không gian tại Nhà Trắng, thông báo rằng các phi hành gia Mỹ sẽ quay trở lại mặt trăng và cuối cùng sẽ lên sao Hỏa.
NASA đặt tên cho chương trình hạ cánh lên mặt trăng mới của mình là Artemis, theo tên nữ thần mặt trăng và thợ săn trong thần thoại Hy Lạp. Cái tên này gợi nhớ đến thế hệ trước của dự án thám hiểm mặt trăng của Hoa Kỳ, Dự án Apollo—trong thần thoại Hy Lạp, Artemis là em gái song sinh của Apollo.
Khác với chương trình Apollo, mục đích của chuyến đổ bộ lên mặt trăng này không chỉ đơn thuần là bước lên bề mặt mặt trăng và cắm cờ. Điểm kết thúc của chương trình Artemis không phải là mặt trăng mà bắt đầu từ mặt trăng và đi đến các hành tinh xa hơn; quan trọng hơn, trên con đường thực hiện, NASA không còn là cơ quan chịu trách nhiệm toàn bộ quá trình mà đóng vai trò là cơ quan một nhà thầu chính phủ đề xuất các nhiệm vụ khác nhau. Dựa trên những nhu cầu này, các nhà thầu được lựa chọn trong số các công ty thương mại và phòng thí nghiệm của trường đại học. Vì vậy, đối với các công ty hàng không vũ trụ thương mại, NASA chỉ là một trong số rất nhiều khách hàng và các hàng hóa thương mại khác thậm chí có thể được vận chuyển trong sứ mệnh.
Là một phần nhỏ của dự án khổng lồ, trong giai đoạn chia nhỏ của cuộc đổ bộ lên mặt trăng, NASA ban đầu đã chọn 9 công ty thông qua Dịch vụ tải trọng mặt trăng thương mại (CLPS) để cạnh tranh các hợp đồng trị giá hàng tỷ đô la. NASA trả tiền cho các công ty tư nhân để gửi các thiết bị khoa học lên bề mặt mặt trăng và phát hiện chúng. Nếu kế hoạch thành công, NASA sẽ thuê các công ty tư nhân thực hiện các sứ mệnh đổ bộ lên mặt trăng có người lái - giống như dịch vụ vận chuyển giữa các vì sao phức tạp hơn.
Lần phóng này là sứ mệnh mở đầu của kế hoạch CLPS. Theo kế hoạch, sẽ có ít nhất 9 sứ mệnh đổ bộ lên Mặt Trăng tiếp theo, gửi các thiết bị khác nhau từ 5 công ty lên bề mặt Mặt Trăng. Trên thực tế, từ tên lửa, tàu vũ trụ cho đến tàu đổ bộ lên mặt trăng, NASA đã thiết lập quan hệ hợp tác với 13 công ty hàng không vũ trụ của Hoa Kỳ, với hơn 3.000 nhà cung cấp thượng nguồn đứng sau.
Các sứ mệnh phóng lên mặt trăng gần đây của Hoa Kỳ là nơi đào tạo và kiểm tra độ tin cậy cho nhiều công ty khác nhau.
Mặc dù Peregrine không hoàn thành sứ mệnh nhưng trong giai đoạn phóng, sứ mệnh được thực hiện bằng chuyến bay thử nghiệm đầu tiên của tên lửa mới "Vulcan" do United Launch Alliance (ULA) thiết kế, được phát triển bởi liên doanh giữa Lockheed. Martin và Boeing, tên lửa này cũng sắp đạt được chứng nhận của Bộ Quốc phòng thông qua lần phóng này.
Cùng tham gia sứ mệnh còn có Blue Origin, một công ty hàng không vũ trụ nổi tiếng khác do Jeff Bezos thành lập. Tên lửa Vulcan được trang bị 2 động cơ tên lửa BE-4 do Blue Origin phát triển, động cơ này đã được phát triển trong nhiều năm và đây là sứ mệnh bay chính thức đầu tiên. Blue Origin cũng có kế hoạch thử nghiệm tên lửa New Glenn được trang bị nhiều động cơ BE-4 lần đầu tiên trong năm nay.
Các nhiệm vụ tiếp theo cũng rất chuyên sâu. Một công ty khác có tên Intuitive Machines đã lên kế hoạch phóng tàu đổ bộ mặt trăng của riêng mình lần đầu tiên vào giữa tháng 2, khi giai đoạn khởi động sứ mệnh sẽ sử dụng tên lửa Falcon 9 của SpaceX. Điều thú vị là Intuitive Machines có kế hoạch hạ cánh trên mặt trăng vào hoặc trước ngày 22 tháng 2 (sớm hơn một ngày so với ngày hạ cánh dự kiến của Peregrine Falcon) và nếu đạt được mục tiêu này, nó sẽ trở thành công ty thương mại đầu tiên hạ cánh trên mặt trăng.
Giai đoạn tiếp theo của sứ mệnh mặt trăng - chuyến bay có người lái quanh mặt trăng - cũng đang được chuẩn bị đồng thời. Bốn phi hành gia đến từ Hoa Kỳ và Canada đã sẵn sàng, nhưng tàu vũ trụ Orion (do Lockheed Martin và Airbus cùng phát triển) mà họ sẽ lên vẫn chưa vượt qua quá trình thử nghiệm hoàn chỉnh.
Đồng thời, SpaceX vẫn đang thử nghiệm tên lửa Starship và tàu vũ trụ, đây là phương tiện phóng bằng xe nâng hạng nặng có thể tái sử dụng hoàn toàn đầu tiên trong lịch sử, nó vẫn chưa thể hoàn thành việc phóng lên quỹ đạo và NASA đã lên kế hoạch sử dụng nó. để thực hiện hai lần phóng đầu tiên.Sứ mệnh chính thức của con người lên mặt trăng.
Sự chậm trễ liên tục trong chương trình Artemis và sự thất bại của sứ mệnh này làm nổi bật những khó khăn mới mà đất nước từng đặt chân lên mặt trăng phải đối mặt.
Sau nửa thế kỷ, chương trình đổ bộ lên mặt trăng của Mỹ có gì khác biệt?
Thất bại của sứ mệnh Peregrine Falcon chắc chắn sẽ ảnh hưởng đến các kế hoạch đổ bộ lên mặt trăng đan xen, dẫn đến một câu hỏi trực quan: Tại sao Hoa Kỳ đổ bộ lên mặt trăng hơn nửa thế kỷ trước mà không bao giờ quay trở lại? Ngay cả những kế hoạch mới cũng sẽ gặp rất nhiều khó khăn và bất ổn.
Nói một cách logic, không có vấn đề kỹ thuật lớn nào trong việc tái tạo các bản vẽ của tên lửa Sao Thổ 5 và tàu vũ trụ Apollo của chương trình Apollo. Nhưng Mỹ không muốn lặp lại chương trình Apollo. Chương trình Apollo trước đây đã đưa con người lên bề mặt mặt trăng, đồng thời thúc đẩy đổi mới công nghệ quy mô lớn, bao gồm công nghệ máy tính, công nghệ truyền thông, khoa học vật liệu, v.v.; trong chương trình Artemis, mặt trăng chỉ là một trạm trung chuyển. Việc sao chép chương trình Apollo đơn giản là không hiệu quả.
Đầu tiên là hai người có mục tiêu khác nhau.
Khu vực đổ bộ lên Mặt Trăng của chương trình Apollo chủ yếu nằm gần đường xích đạo của bề mặt Mặt Trăng, sau này khu vực này còn được gọi là "Khu vực đổ bộ lên Mặt Trăng của Apollo". Cụ thể, 6 sứ mệnh đổ bộ lên Mặt Trăng trong chương trình Apollo đều nằm ở gần hoặc gần đường xích đạo của Mặt Trăng. Sự lựa chọn như vậy đảm bảo rằng pin mặt trời có thể cung cấp đủ năng lượng trong các điều kiện ánh sáng khác nhau.
Một trong những mục tiêu chính của chương trình Artemis là thiết lập căn cứ bền vững của con người trên mặt trăng và thậm chí sử dụng nó làm điểm trung chuyển để tiến xa hơn vào không gian sâu. Được coi là khu vực có nhiều khả năng chứa nước đá nhất trên mặt trăng, tài nguyên nước trên mặt trăng rất quan trọng để cung cấp nước uống và nhiên liệu (phân hủy thành hydro và oxy), cho cả nơi ở của con người và hoạt động thám hiểm không gian sâu trong tương lai. Vì lý do này, NASA có kế hoạch đưa một máy khoan băng lên mặt trăng sớm nhất là vào nửa cuối năm 2019. Một trong những nhiệm vụ tiếp theo của phi hành gia con người là đáp xuống mặt trăng cũng là tìm kiếm nguồn nước.
Các yếu tố quan trọng hơn là chi phí kinh tế và rủi ro an toàn.
Chương trình Apollo ra đời trong thời kỳ chạy đua vũ trang giữa Mỹ và Liên Xô, được đề xuất lần đầu tiên vào năm 1960 và không được chấp thuận ngay từ đầu. Phải đến tháng 4 năm sau, phi hành gia Liên Xô Gagarin mới bước vào vũ trụ thành công trên tàu vũ trụ Vostok 1 và trở thành phi hành gia đầu tiên trên thế giới. Được thúc đẩy bởi điều này, Tổng thống Hoa Kỳ lúc bấy giờ là John F. Kennedy đã chính thức công bố chương trình Apollo một tháng sau đó.
Sứ mệnh đổ bộ lên mặt trăng của Apollo chứa đầy rủi ro rất lớn và giống như một "canh bạc" được ăn cả hoặc không có gì trong cuộc đua đổ bộ lên mặt trăng. Từ năm 1968 đến năm 1972, NASA đã thực hiện tổng cộng 9 sứ mệnh có người lái lên mặt trăng, 6 trong số đó đã hạ cánh thành công và 12 phi hành gia đã hạ cánh thành công trên bề mặt mặt trăng.
Đằng sau thành công là một loạt những rủi ro và tai nạn chết người. Ví dụ, vụ tai nạn nổi tiếng Apollo 1 xảy ra trong giai đoạn thử nghiệm mặt đất, một trận hỏa hoạn bất ngờ khiến ba phi hành gia thiệt mạng, trong sứ mệnh Apollo 11, Armstrong mặc dù đặt chân thành công lên mặt trăng nhưng khi quay trở lại Trái đất lại gặp phải lỗi công tắc đánh lửa. Ngoài ra, các sứ mệnh Apollo 12, 13, 15 và các sứ mệnh khác cũng gặp tai nạn nghiêm trọng.
Ngoài chi phí an toàn, chi phí khổng lồ của chương trình Apollo cũng không có dự án nào sánh kịp. Tổng chi phí của kế hoạch lên tới 25,5 tỷ USD, tương đương 0,57% GDP của Mỹ năm đó, chiếm 20% tổng kinh phí nghiên cứu và phát triển khoa học công nghệ của Mỹ vào thời điểm đó, chi phí này đã vượt quá 150 tỷ USD đô la trong những năm gần đây.
Đối với NASA ngày nay, họ không còn nguồn vốn vô hạn và sự hỗ trợ đầy đủ như chương trình Apollo, cũng không thể chịu đựng được rủi ro cao mà phải đánh giá rõ ràng rủi ro của từng dự án, chẳng hạn như NASA sẽ tính toán chính xác mức độ thất bại của từng bộ phận và tỷ lệ rủi ro liên quan đến sự thất bại của từng thành phần, tiểu thành phần và hệ thống.
Dự án Artemis ra đời trong bối cảnh đó, được coi là một dự án bền vững: có thể chạm tới mặt trăng với chi phí tiết kiệm hơn, với công nghệ tiên tiến hơn và theo cách an toàn hơn.
Theo bộ phận kiểm toán Hoa Kỳ, NASA sẽ đầu tư 93 tỷ USD vào nhiều phát triển khác nhau cần thiết cho sứ mệnh đổ bộ lên Mặt Trăng vào năm 2025. Tuy nhiên, nếu một loạt nhiệm vụ không thể hoàn thành đúng thời hạn thì chi phí tiếp theo sẽ còn tăng thêm.
Mặc dù chương trình Artemis hiện không có lợi thế lớn về mặt chi phí và chu kỳ phát triển, nhưng việc đưa ra mô hình cạnh tranh thương mại sẽ mang lại cơ hội cải tiến rất lớn. So với chương trình Apollo gần như không thể giảm chi phí, chương trình Artemis đáng tin cậy hơn về mặt đổi mới công nghệ và tái sử dụng, dự án càng kéo dài thì chi phí cũng sẽ giảm theo. Sự tham gia của các “cá trê” như SpaceX và Blue Origin có thể giúp NASA đạt được mục tiêu cuối cùng của chuyến phiêu lưu này đồng thời tiết kiệm đáng kể chi phí: đầu tiên lên mặt trăng và sau đó là tới sao Hỏa.
Những rủi ro khi hạ cánh lên mặt trăng thương mại dần lộ rõ
Hơn nữa, việc đáp xuống mặt trăng luôn là sứ mệnh có tỷ lệ thất bại cao. Trên thực tế, trước Peregrine, tất cả các sứ mệnh đổ bộ lên mặt trăng do các công ty tư nhân thực hiện đều thất bại. Vào tháng 4 năm 2019, tàu đổ bộ mặt trăng Beresheet, do công ty tư nhân SpaceIL và Israel Aerospace Industries hợp tác chế tạo, đã bị rơi sau khi mất liên lạc khi cố gắng hạ cánh lên mặt trăng; vào tháng 4 năm 2023, công ty hàng không vũ trụ thương mại Nhật Bản ispace Tàu đổ bộ mặt trăng cũng mất liên lạc trong khi cố gắng hạ cánh nhẹ nhàng và cuối cùng bị rơi.
Các công ty tư nhân chú ý hơn đến việc kiểm soát chi phí, với tiền đề như vậy, nguy cơ thất bại sẽ lớn hơn và nhiều nhiệm vụ sẽ kết thúc trong thất bại trong tương lai. Khi bình luận về sứ mệnh Peregrine, Nico Dettmann, người đứng đầu nhóm thám hiểm mặt trăng của Cơ quan Vũ trụ châu Âu, cho biết các công ty này còn khá mới và thất bại là điều dễ hiểu. Các công ty sẽ học hỏi từ những thất bại và cuối cùng đạt được mức giảm chi phí. Nhưng không thể phủ nhận rằng một số nhiệm vụ đầu tiên có thể gặp sự cố.
Có thể thấy, hiệu quả, chi phí và độ tin cậy đã trở thành ba yếu tố không thể đạt được đồng thời trong kế hoạch đổ bộ lên mặt trăng của Mỹ. NASA, vốn đang cố gắng tận dụng sức mạnh thương mại, cũng đang chấp nhận những bất lợi của việc liên tục trì hoãn các kế hoạch.
Quản trị viên NASA Bill Nelson cho biết trong một cuộc họp báo gần đây rằng sứ mệnh Artemis 2 đã bị hoãn lại đến tháng 9 năm 2025. Ban đầu họ dự định sắp xếp cho 4 phi hành gia hoàn thành chuyến bay quanh mặt trăng vào cuối năm 2024; sứ mệnh đưa phi hành gia lên bề mặt mặt trăng cũng sẽ bị hoãn lại một năm, sớm nhất là từ năm 2025 đến tháng 9 năm 2026.
Điều này nêu bật những rủi ro trong chiến lược dựa vào các công ty tư nhân của NASA: lịch trình hạ cánh lên mặt trăng ngày càng vượt khỏi tầm kiểm soát. Khi nhiệm vụ được giao cho các công ty khác nhau, NASA sẽ khó kiểm soát tiến độ hơn, hơn nữa, bản thân các nhiệm vụ kỹ thuật cũng có xác suất thất bại nhất định, do đó, mỗi nhiệm vụ thất bại hoặc chậm tiến độ trong quá trình sẽ ảnh hưởng đến tiến độ của toàn bộ kế hoạch. Và khi có hàng chục công ty tham gia, điều bất ngờ chắc chắn sẽ xảy ra.
Ví dụ, theo kế hoạch, Peregrine Falcon không phải là tàu vũ trụ đầu tiên lên mặt trăng. Trước đây, một công ty hàng không vũ trụ thương mại có tên Masten Space Systems đã giành được hợp đồng từ NASA để phát triển tàu đổ bộ mặt trăng cho NASA và dự định phóng nó vào tháng 11 năm 2023.
Tuy nhiên, nguồn tài trợ của NASA đã không giúp công ty tồn tại cho đến thời điểm dự kiến, công ty đã nộp đơn xin phá sản vào nửa cuối năm 2022 và tài sản chính sau đó đã được Astrobotic mua lại. Điều này cũng trực tiếp dẫn đến việc hủy bỏ nhiệm vụ phóng ban đầu. Trong sứ mệnh phóng Peregrine này, ban đầu có năm trọng tải khác sẽ bay lên mặt trăng cùng với nó, nhưng trong quá trình điều chỉnh tàu đổ bộ trước khi phóng, trọng tải đã được đặt cho sứ mệnh hạ cánh lên mặt trăng tiếp theo.
Đối với kế hoạch đổ bộ lên mặt trăng của Mỹ, bản thân khoảng thời gian cực kỳ dài cũng là một trong những rủi ro.
Trước chương trình Artemis, Tổng thống Obama khi đó có xu hướng tập trung vào sao Hỏa, tức là đưa phi hành gia con người trực tiếp lên sao Hỏa mà không lên mặt trăng. Chính quyền kế nhiệm của Trump đã ủng hộ kế hoạch hiện có và thiết lập thành công chương trình Artemis.
Jim Bridenstine, quản trị viên NASA thời Trump (do Trump đề cử), từng nói rằng NASA đẩy nhanh tiến độ kế hoạch đổ bộ lên mặt trăng nhằm ngăn chặn một ngày các chính trị gia đột ngột thay đổi ý định và khiến kế hoạch này bị hủy bỏ. Họ thậm chí còn nâng cao đáng kể ngày hạ cánh lên mặt trăng từ ấn định ban đầu là 2028 lên 2024. Thời điểm này cũng khá tế nhị: nếu Trump thắng cử năm 2020, kế hoạch đổ bộ lên mặt trăng sẽ hoàn thành vào năm cuối cùng trong nhiệm kỳ của ông.
Nhưng kế hoạch đã không thành công. Một mặt, tiến độ của dự án Artemis hết lần này đến lần khác bị trì hoãn, mặt khác, Trump cũng không thể tái đắc cử, Biden vào Nhà Trắng năm 2020, Jim Bridenstine từ chức ngay lập tức. May mắn thay, chính quyền Biden vẫn tiếp tục hỗ trợ cho chương trình Artemis và ngân sách của NASA không ngừng tăng lên trong những năm gần đây, tuy nhiên, với cơ chế như vậy, sự bất ổn lâu dài sẽ khó có thể loại bỏ.
Sự lo lắng cũng tăng lên. So với sự bất định trong tiến độ của kế hoạch, áp lực cạnh tranh từ bên ngoài là chắc chắn và chưa bao giờ giảm bớt. Trên toàn cầu, một cuộc đua đổ bộ lên mặt trăng mới đã bắt đầu, ngoài các cường quốc không gian phi truyền thống đại diện là Nhật Bản, Israel và Ấn Độ đã nỗ lực lên mặt trăng, Nga cũng nỗ lực thể hiện sức mạnh của mình trong lĩnh vực mặt trăng. Quan trọng hơn, kế hoạch đổ bộ lên mặt trăng của Trung Quốc tiếp tục tiến triển một cách ổn định.
Là quốc gia duy nhất từng đưa con người lên mặt trăng, Hoa Kỳ, quốc gia đã bắt đầu lại việc đổ bộ lên mặt trăng, sẽ thoát khỏi gánh nặng lịch sử như thế nào và thể hiện khả năng đổ bộ lên mặt trăng trong kỷ nguyên không gian thương mại? Cộng đồng hàng không vũ trụ vẫn đang mong chờ những bất ngờ mới.
