Yu Ki San
Writer
Công ty Astroscale US sẽ triển khai tàu dịch vụ chuyên dụng tại quỹ đạo địa tĩnh, bắt đầu với vệ tinh của lực lượng không gian mỹ, hứa hẹn cách mạng hóa hoạt động và kéo dài tuổi thọ của các thiết bị vũ trụ.
Những điểm chính
Một kỷ nguyên mới cho hoạt động của các vệ tinh trên quỹ đạo Trái Đất sắp được mở ra. Công ty dịch vụ hậu cần hàng không vũ trụ Astroscale US đang lên kế hoạch triển khai một dịch vụ mang tính đột phá: thiết lập một "trạm tiếp nhiên liệu" di động ngoài không gian, hay còn gọi là "cây xăng vũ trụ", dự kiến bắt đầu hoạt động vào mùa hè năm 2026.
Sứ mệnh tiên phong này sẽ sử dụng một tàu vũ trụ dịch vụ chuyên biệt, nặng khoảng 300kg, để tiếp cận và bơm nhiên liệu đẩy cho các vệ tinh khác ngay trên quỹ đạo. Khách hàng đầu tiên của dịch vụ này sẽ là Lực lượng Không gian Hoa Kỳ (US Space Force), với mục tiêu là vệ tinh Tetra-5. Nếu thành công, đây sẽ là lần đầu tiên một tàu vũ trụ của Space Force được tiếp nhiên liệu trong không gian, đánh dấu một cột mốc quan trọng.
Quy trình hoạt động của "cây xăng vũ trụ"
Theo kế hoạch, sau khi được phóng lên, tàu vũ trụ dịch vụ của Astroscale US sẽ di chuyển đến quỹ đạo địa tĩnh (Geostationary Orbit - GEO), nơi có độ cao khoảng 35.786 km so với Trái Đất. Tại quỹ đạo đặc biệt này, các vệ tinh có thể quay cùng tốc độ với Trái Đất, giữ vị trí gần như cố định so với một điểm trên mặt đất, rất lý tưởng cho viễn thông và quan sát.
Tại GEO, tàu dịch vụ sẽ tiếp cận vệ tinh Tetra-5, thực hiện thao tác kết nối và chuyển nhiên liệu đẩy hydrazine sang cho vệ tinh khách hàng. Sau khi hoàn thành, tàu dịch vụ sẽ tách ra, lùi lại và sử dụng camera chuyên dụng để kiểm tra xem có rò rỉ nhiên liệu hay không.
Điểm độc đáo của hệ thống này là sau khi hoàn thành nhiệm vụ tiếp liệu cho Tetra-5, tàu dịch vụ của Astroscale sẽ bay đến một kho chứa nhiên liệu (fuel depot) được đặt gần đó trên cùng quỹ đạo. Nó sẽ kết nối với kho chứa này để tự nạp lại nhiên liệu đẩy cho chính mình, sau đó sẵn sàng di chuyển đến mục tiêu vệ tinh tiếp theo cần được phục vụ.
"Mục đích của nhiệm vụ là đảm bảo tất cả bộ phận khác nhau [tàu dịch vụ, kho chứa, quy trình kết nối và chuyển giao] đều khả thi và hoạt động," ông Ian Thomas, Giám đốc Chương trình tiếp nhiên liệu của Astroscale US, chia sẻ với Mashable.
Vì sao cần tiếp nhiên liệu ngoài không gian?
Hầu hết các tàu vũ trụ, từ vệ tinh viễn thông đến tàu thăm dò không gian sâu của NASA, đều sử dụng pin mặt trời để cung cấp điện năng cho các hệ thống máy tính, cảm biến, máy ảnh... Tuy nhiên, năng lượng mặt trời không thể cung cấp lực đẩy. Để thay đổi quỹ đạo, duy trì vị trí (station-keeping), tránh va chạm với rác vũ trụ hoặc thực hiện thao tác kết thúc nhiệm vụ (de-orbit), các vệ tinh cần sử dụng động cơ đẩy dùng nhiên liệu hóa học (như hydrazine).
Hiện nay, tuổi thọ hoạt động của phần lớn các vệ tinh không phải do hỏng hóc phần cứng mà là do cạn kiệt nhiên liệu đẩy. Khi hết nhiên liệu, dù các hệ thống khác còn tốt, vệ tinh cũng trở nên vô dụng và biến thành rác vũ trụ. Ví dụ điển hình là Kính viễn vọng Không gian James Webb trị giá 10 tỷ USD, dù có công nghệ tiên tiến, nhưng tuổi thọ nhiệm vụ cũng bị giới hạn trong khoảng 20 năm chủ yếu do lượng nhiên liệu mang theo có hạn.
Tương lai của hoạt động vũ trụ
Công nghệ tiếp nhiên liệu trên quỹ đạo của Astroscale US hứa hẹn sẽ giải quyết vấn đề cố hữu này. "Điều này thay đổi cơ bản cách chúng ta thực hiện mọi việc trong không gian," ông Thomas khẳng định. Việc có thể "bơm xăng" cho vệ tinh mang lại nhiều lợi ích to lớn:
Những điểm chính
- Công ty Astroscale US (Mỹ) đang phát triển và chuẩn bị triển khai dịch vụ tiếp nhiên liệu cho vệ tinh ngay trên quỹ đạo ("cây xăng vũ trụ"), dự kiến bắt đầu vào mùa hè năm 2026.
- Sứ mệnh đầu tiên sẽ là tiếp nhiên liệu (hydrazine) cho vệ tinh Tetra-5 của Lực lượng Không gian Mỹ tại quỹ đạo địa tĩnh (GEO) ở độ cao ~35.786 km.
- Hệ thống bao gồm một tàu vũ trụ dịch vụ (~300kg) có khả năng kết nối và chuyển nhiên liệu, cùng một kho chứa nhiên liệu riêng để tàu dịch vụ có thể tự nạp lại.
- Mục tiêu chính của công nghệ này là khắc phục giới hạn về tuổi thọ hoạt động của vệ tinh do cạn kiệt nhiên liệu đẩy, đồng thời tăng tính linh hoạt và khả năng thực hiện nhiệm vụ trong không gian.
- Thành công của dự án được kỳ vọng sẽ thay đổi căn bản cách vận hành và thiết kế vệ tinh, mở đường cho các hoạt động không gian bền vững và hiệu quả hơn.
Một kỷ nguyên mới cho hoạt động của các vệ tinh trên quỹ đạo Trái Đất sắp được mở ra. Công ty dịch vụ hậu cần hàng không vũ trụ Astroscale US đang lên kế hoạch triển khai một dịch vụ mang tính đột phá: thiết lập một "trạm tiếp nhiên liệu" di động ngoài không gian, hay còn gọi là "cây xăng vũ trụ", dự kiến bắt đầu hoạt động vào mùa hè năm 2026.
Sứ mệnh tiên phong này sẽ sử dụng một tàu vũ trụ dịch vụ chuyên biệt, nặng khoảng 300kg, để tiếp cận và bơm nhiên liệu đẩy cho các vệ tinh khác ngay trên quỹ đạo. Khách hàng đầu tiên của dịch vụ này sẽ là Lực lượng Không gian Hoa Kỳ (US Space Force), với mục tiêu là vệ tinh Tetra-5. Nếu thành công, đây sẽ là lần đầu tiên một tàu vũ trụ của Space Force được tiếp nhiên liệu trong không gian, đánh dấu một cột mốc quan trọng.
Quy trình hoạt động của "cây xăng vũ trụ"
Theo kế hoạch, sau khi được phóng lên, tàu vũ trụ dịch vụ của Astroscale US sẽ di chuyển đến quỹ đạo địa tĩnh (Geostationary Orbit - GEO), nơi có độ cao khoảng 35.786 km so với Trái Đất. Tại quỹ đạo đặc biệt này, các vệ tinh có thể quay cùng tốc độ với Trái Đất, giữ vị trí gần như cố định so với một điểm trên mặt đất, rất lý tưởng cho viễn thông và quan sát.
Tại GEO, tàu dịch vụ sẽ tiếp cận vệ tinh Tetra-5, thực hiện thao tác kết nối và chuyển nhiên liệu đẩy hydrazine sang cho vệ tinh khách hàng. Sau khi hoàn thành, tàu dịch vụ sẽ tách ra, lùi lại và sử dụng camera chuyên dụng để kiểm tra xem có rò rỉ nhiên liệu hay không.
Điểm độc đáo của hệ thống này là sau khi hoàn thành nhiệm vụ tiếp liệu cho Tetra-5, tàu dịch vụ của Astroscale sẽ bay đến một kho chứa nhiên liệu (fuel depot) được đặt gần đó trên cùng quỹ đạo. Nó sẽ kết nối với kho chứa này để tự nạp lại nhiên liệu đẩy cho chính mình, sau đó sẵn sàng di chuyển đến mục tiêu vệ tinh tiếp theo cần được phục vụ.
"Mục đích của nhiệm vụ là đảm bảo tất cả bộ phận khác nhau [tàu dịch vụ, kho chứa, quy trình kết nối và chuyển giao] đều khả thi và hoạt động," ông Ian Thomas, Giám đốc Chương trình tiếp nhiên liệu của Astroscale US, chia sẻ với Mashable.
Vì sao cần tiếp nhiên liệu ngoài không gian?
Hầu hết các tàu vũ trụ, từ vệ tinh viễn thông đến tàu thăm dò không gian sâu của NASA, đều sử dụng pin mặt trời để cung cấp điện năng cho các hệ thống máy tính, cảm biến, máy ảnh... Tuy nhiên, năng lượng mặt trời không thể cung cấp lực đẩy. Để thay đổi quỹ đạo, duy trì vị trí (station-keeping), tránh va chạm với rác vũ trụ hoặc thực hiện thao tác kết thúc nhiệm vụ (de-orbit), các vệ tinh cần sử dụng động cơ đẩy dùng nhiên liệu hóa học (như hydrazine).
Hiện nay, tuổi thọ hoạt động của phần lớn các vệ tinh không phải do hỏng hóc phần cứng mà là do cạn kiệt nhiên liệu đẩy. Khi hết nhiên liệu, dù các hệ thống khác còn tốt, vệ tinh cũng trở nên vô dụng và biến thành rác vũ trụ. Ví dụ điển hình là Kính viễn vọng Không gian James Webb trị giá 10 tỷ USD, dù có công nghệ tiên tiến, nhưng tuổi thọ nhiệm vụ cũng bị giới hạn trong khoảng 20 năm chủ yếu do lượng nhiên liệu mang theo có hạn.
Tương lai của hoạt động vũ trụ
Công nghệ tiếp nhiên liệu trên quỹ đạo của Astroscale US hứa hẹn sẽ giải quyết vấn đề cố hữu này. "Điều này thay đổi cơ bản cách chúng ta thực hiện mọi việc trong không gian," ông Thomas khẳng định. Việc có thể "bơm xăng" cho vệ tinh mang lại nhiều lợi ích to lớn:
- Kéo dài tuổi thọ vệ tinh: Giúp các vệ tinh đắt tiền hoạt động lâu hơn nhiều năm, tối ưu hóa khoản đầu tư.
- Tăng tính linh hoạt: Các nhà quản lý vệ tinh có thể thực hiện nhiều thay đổi quỹ đạo hoặc thao tác tránh va chạm hơn mà không quá lo lắng về việc tiêu hao nhiên liệu.
- Thiết kế nhiệm vụ mới: Các kỹ sư có thể thiết kế những vệ tinh nhỏ hơn, nhẹ hơn (mang ít nhiên liệu ban đầu hơn) hoặc các nhiệm vụ phức tạp hơn, dài hơi hơn.
