Khám phá những sự thật thú vị xung quanh tên lửa

Để có thể đưa những quả tên lửa to lớn, nặng nề bay vào vũ trụ là một nhiệm vụ cực kỳ khó khăn và huy động lượng kiến thức khổng lồ của con người.

Tên lửa Saturn V của NASA đưa con người lên mặt trăng.

Động cơ tên lửa hoạt động như thế nào?

Cũng giống như hầu hết các loại động cơ mà chúng ta biết, nói một cách đơn giản, tên lửa sẽ đốt cháy nhiên liệu để hoạt động và chuyển chúng thành khí nóng. Tiếp đó, động cơ sẽ đẩy mạnh lượng khí này ra ống phụt phía sau đuôi tạo ra phản lực và làm cho tên lửa tiến về phía trước.

Có hai loại động cơ phản lực cơ bản đó là động cơ tên lửa và động cơ phản lực không khí. Theo đó, động cơ phản lực không khí cần hút vào thật nhiều không khí và nén lại, hòa cùng nhiên liệu để hoạt động còn động cơ tên lửa thì không. Tự mang theo tất cả những gì cần thiết nên một động cơ tên lửa có thể thoải mái hoạt động trong không gian, nơi không hề có sự tồn tại của không khí.

Có hai loại động cơ tên lửa chính hiện nay, đó là động cơ tên lửa nhiên liệu rắn và động cơ tên lửa nhiên liệu lỏng. Để dễ mường tượng, thì các động cơ chính trên tàu con thoi quỹ đạo sẽ sử dụng nhiên liệu lỏng, ví dụ như tàu vũ trụ Soyuz của Nga sử dụng nhiên liệu lỏng. Trong khi một số loại tên lửa khác sẽ sử dụng nhiên liệu rắn, chẳng hạn như hai tên lửa đẩy nhiên liệu rắn màu trắng ở bên hông của tàu con thoi. Ngoài ra, pháo hoa và tên lửa mô hình cũng sử dụng nhiên liệu rắn.

Nhà khoa học Robert Goddard chế tạo tên lửa sử dụng nhiên liệu lỏng đầu tiên.

Làm sao tên lửa có thể hoạt động trong không gian vũ trụ?

Trong không gian, động cơ của tên lửa sẽ không có gì làm điểm chạm để đẩy tới. Vậy làm thế nào để tên lửa có thể di chuyển đến nơi cần đến? Hiểu được đặc điểm này nên các nhà khoa học đã ứng dụng định luật III Newton.

Từ hơn 300 trăm năm trước, nhà khoa học người Anh, Isaac Newton đã tìm ra ba định luật về chuyển động. Định luật III của ông nói rằng đối với mỗi lực tác động bao giờ cũng có một phản lực có cùng độ lớn và ngược lại. Vì vậy theo định luật III Newton, khi tên lửa đẩy khí thoát ra ngoài với vận tốc cực lớn qua đường cửa phụt ở phần đuôi thì bản thân tên lửa cũng sẽ nhận lại được một lực đẩy tương ứng theo hướng ngược lại làm cho tên lửa chuyển động về phía trước.

Chúng ta có thể dễ dàng tự thử nghiệm định luật này trên Trái đất. Hãy tưởng tượng bạn đang đứng trên một tấm ván trượt và ném đi một quả bóng bowling. Quả bóng sẽ bay về phía trước, còn bạn đang đứng trên ván trượt cũng sẽ di chuyển nhưng là tụt lùi về phía sau. Bởi vì cơ thể người nặng hơn nên quả bóng bowling sẽ di chuyển một quảng đường xa hơn.

Tên lửa được phát minh vào thời gian nào?

Những tên lửa đầu tiên mà con người biết tới xuất hiện ở Trung Quốc vào những năm 1200. Tên lửa nhiên liệu rắn được sử dụng để bắn pháo hoa, ngoài ra quân đội cũng sử dụng cho mục đích chiến tranh. Tiếp tục 700 năm sau, con người dần tạo nên những tên lửa lớn hơn và sử dụng nhiên liệu rắn một cách hiệu quả hơn, đáng tiếc là phần nhiều trong số đó đều được sử dụng cho những cuộc chiến. Một trong những ứng dụng tuyệt vời nhất đó là vào năm 1969, Mỹ đã đưa người đàn ông đầu tiên lên Mặt trăng bằng tên lửa Saturn V.

Tên lửa Falcon 9 cung ứng thiết bị đến trạm vũ trụ.

Các tên lửa được NASA sử dụng như thế nào?

Trong những sứ mệnh đầu tiên, NASA sử dụng tên lửa do quân đội chế tạo. Alan Shepard là người Mỹ đầu tiên bay vào không gian, bằng tên lửa Redstone của Quân đội Mỹ và John Glenn là người Mỹ đầu tiên bay vào quỹ đạo Trái đất, bằng tên lửa Atlas. Chương trình Gemini của NASA sử dụng tên lửa Titan II. Những tên lửa đầu tiên NASA sử dụng để đưa các phi hành gia vào không gian là Saturn I, Saturn IB và Saturn V. Những tên lửa này được sử dụng cho các sứ mệnh Apollo và chính các sứ mệnh đó đã giúp con người đặt chân lên Mặt trăng. Ngoài ra, tên lửa Saturn V cũng được sử dụng để phóng trạm vũ trụ Skylab lên quỹ đạo của Trái đất.

NASA sử dụng các tên lửa Atlas V, Delta II, Pegasus và Taurus để phóng vệ tinh và gửi tàu thăm dò đến các hành tinh khác. Còn các tên lửa nhỏ hơn sẽ phục vụ cho mục đích nghiên cứu khoa học, những tên lửa này chỉ bay lên và trở về chứ không bay vào quỹ đạo.

NASA sẽ sử dụng tên lửa như thế nào trong tương lai?

Ngày nay các tên lửa thế hệ mới vẫn đang được nghiên cứu phát triển và tiếp tục sứ mệnh giúp các phi hành gia thực hiện các nhiệm vụ trong tương lai. Thiết kế của thế hệ mới này sẽ không còn vẻ ngoài tương tự như tàu con thoi mà thay vào đó sẽ giống với hình dáng cũ hơn, đó là cao, tròn và thon dài. NASA hiện tại cũng đang nghiên cứu một tên lửa mới rẩt mạnh mẽ được gọi là phương tiện phóng hạng nặng, có thể mang tải trọng lớn vào không gian.

Cùng với nhau, những tên lửa thế hệ mới này sẽ giúp chúng ta có thể khám phá những vùng đất mới và một ngày nào đó, chúng có thể hoàn thành giấc mơ đưa con người lên Sao Hỏa.

Giang Vu theo NASA