Tác giả: Nguyễn Hải Hoành
Ngày 24/11/2020, Trung Quốc đã phóng thành công tàu thăm dò Mặt Trăng có tên Thường Nga-5 (Chang’e 5), bắt đầu thực thi sứ mệnh thứ 3 trong Chương trình thăm dò Mặt Trăng — phần cốt lõi trong kế hoạch phát triển khoa học kỹ thuật của Trung Quốc. Theo tin mới nhất, bộ phận trở về của tàu vũ trụ Chang’e 5 sẽ hạ cánh xuống vùng Nội Mông Cổ vào ngày 17/12/2020, mang theo khoảng 2 kg mẫu đất đá Mặt Trăng.
Chương trình thăm dò Mặt Trăng của Trung Quốc chia làm 3 bước: “Bay vòng, Đổ bộ, Trở về”, tức 3 sứ mệnh. Trong 10 năm đầu tiên của thế kỷ 21, Trung Quốc đã hoàn thành thành công Sứ mệnh thứ nhất: phóng các tàu Chang’e 1 (phóng tháng 10/2007) và Chang’e 2 (10/2010) làm vệ tinh bay vòng xung quanh Mặt Trăng, tiến hành khảo sát thiên thể này và gửi các tài liệu khảo sát về Trái Đất. Sau đó lại hoàn thành thành công Sứ mệnh thứ hai: phóng tàu thăm dò Chang’e 3 (12/2013) rồi Chang’e 4 (12/2018) đổ bộ lên bề mặt Mặt Trăng và cho xe robot đi lại trên đó tiến hành các khảo sát tại chỗ và gửi kết quả về Trái Đất.
Giờ đây Trung Quốc đang thực hiện Sứ mệnh thứ ba – sứ mệnh lên Mặt Trăng rồi lại trở về Trái Đất. Lần này Thường Nga-5 (Chang’e 5) cũng hạ cánh trên bề mặt Mặt Trăng, thu gom mẫu đất đá trên đó, đóng gói và đem về Trái Đất. “Trở về” là nhiệm vụ khó nhất, phức tạp nhất và có ý nghĩa quan trọng nhất. Nếu sứ mệnh này thành công thì Trung Quốc sẽ trở thành quốc gia thứ ba sau Mỹ và Liên Xô lấy được mẫu đất đá Mặt Trăng đem về Trái Đất. Sự việc này đánh dấu một thành tựu khoa học kỹ thuật lớn của Trung Quốc, cũng là của loài người. Vì thế toàn thế giới đều quan tâm theo dõi và hân hoan chúc mừng mỗi bước thắng lợi.
Các tàu vũ trụ (spacecraft) thăm dò Mặt Trăng nói trên đều lấy tên chữ Hán Thường Nga, tên nàng tiên trong một chuyện thần thoại Trung Quốc. Thường Nga nguyên là vợ của Hậu Nghệ, về sau bay lên cung Trăng và ở trên đó không về. Tên chữ Hán ban đầu của tiên nữ này là Hằng Nga (đọc Heng’e), đến đời Hán Vũ Đế, vì âm Hằng (héng) trùng âm tên Hằng của Hoàng đế, theo lệ kiêng huý, phải đổi là Thường (cháng). Dân Việt Nam vẫn quen gọi là Hằng Nga.
Tàu Chang’e 5 được phóng lên từ bãi phóng vũ trụ Văn Xương (Wenchang Spacecraft Launch Site, WSLS) trên đảo Hải Nam vào 4h30 ngày 24/11/2020 (giờ Bắc Kinh). WSLS là bãi phóng vũ trụ thứ 4 của Trung Quốc, có đặc điểm sát biển và gần đường xích đạo nhất (19 độ Vĩ), được sử dụng từ tháng 6/2016.
Chang’e 5 trọng lượng 8,2 T, nặng gấp đôi Chang’e 4, do đó phải dùng tên lửa mạnh hơn. Đó là tên lửa Trường Chinh-5 (Changzheng-5, tức CZ-5), mạnh nhất Trung Quốc, trọng lượng cất cánh 859-879T, cao 57m, đường kính 5m, gồm 2,5 tầng, lực đẩy 10524 kN, có thể đưa vật nặng 25T lên quỹ đạo gần Trái Đất (LEO).
Theo báo Trung Quốc, toàn bộ hành trình của Chang’e 5 gồm 11 giai đoạn:
1- Bay lên quỹ đạo vòng quanh Trái Đất; 2- Bay theo quỹ đạo chuyển dịch Trái Đất-Mặt Trăng; 3- Hãm giảm tốc độ khi tới gần Mặt Trăng; 4- Bay trên quỹ đạo vòng quanh Mặt Trăng; 5- Hạ cánh xuống bề mặt Mặt Trăng; 6- Làm việc trên bề mặt Mặt Trăng (thu gom đất trên bề mặt và khoan sâu 2 m lấy đất đá dưới sâu); 7- Bay từ bề mặt Mặt Trăng lên quỹ đạo vòng Mặt Trăng; 8- Kết nối với bộ phận đang bay trên quỹ đạo và chuyển giao mẫu đất cho bộ phận đó; 9- Bay chờ trên quỹ đạo vòng Mặt Trăng (chờ thời cơ chuyển quỹ đạo); 10- Bay vào quỹ đạo chuyển dịch Mặt Trăng-Trái Đất; 11- Bay vào bầu khí quyển của Trái Đất và được thu hồi.
Toàn bộ chu trình trên hoàn thành trong thời gian 22~23 ngày tính từ thời điểm rời mặt Trái Đất (theo wikipedia là 21 ngày, 3 giờ, 6 phút). Tính đến ngày 10/12, sứ mệnh Chang’e 5 đã hoàn tất thuận lợi giai đoạn 8, tức bộ phận trở về của nó chờ thời cơ tốt nhất để bay lên quỹ đạo về Trái Đất. Đến ngày 12/12, bộ phận này đã bay vào quỹ đạo chuyển dịch Mặt Trăng~Trái Đất, tức trên đường trở về nhà.
Theo dự kiến, bộ phận trở về của Chang’e 5 sẽ hạ cánh tại Nội Mông Cổ ngày 17/12/2020.
Hành trình chủ yếu đã thực hiện
Sáng sớm 24/11/2020, Chang’e 5 rời bãi phóng WSLS. Sau đó 2200 giây đồng hồ, nó lên tới quỹ đạo vòng Trái Đất, tiếp đó bay theo quỹ đạo chuyển dịch Trái Đất~Mặt Trăng, vượt chặng đường khoảng 380 nghìn km tiến về phía Mặt Trăng.
22h57 ngày 1/12, bộ phận hạ cánh của Chang’e 5 hạ cánh an toàn với vận tốc 1,7 km/s xuống bề mặt Mặt Trăng, trong khi đó bộ phận quỹ đạo vẫn bay tiếp trên quỹ đạo vòng Mặt Trăng. Bộ phận hạ cánh là một tổ hợp gồm bộ phận đổ bộ và bộ phận bay lên, sau khi hạ cánh đã liên tục làm việc trong hai ngày, chủ yếu thu gom đất bề mặt và khoan sâu 2m để lẫy mẫu đất đá, tổng cộng lấy khoảng 2 kg mẫu đất đá, đóng gói bọc kín trong bộ phận bay lên. Sau đó (từ bộ phận hạ cánh), bộ phận bay lên cất cánh, tăng vận tốc từ zero tới 1,68 km/s, bay lên quỹ đạo cách Mặt Trăng khoảng 200 km. Tại đây nó gặp và kết nối với bộ phận quỹ đạo (đang bay), chuyển giao mẫu đất đá sang bộ phận trở về (là thành phần của tổ hợp bộ phận quỹ đạo). “Bàn giao” xong mẫu đất, bộ phận bay lên sẽ tách khỏi bộ phận quỹ đạo và bị bỏ lại trên quỹ đạo vòng Mặt Trăng.
Như vậy nghĩa là bộ phận trở về không bay thẳng từ bề mặt Mặt Trăng về Trái Đất, mà chia 2 bước, đầu tiên bay lên quỹ đạo vòng Mặt Trăng (ở độ cao 200 km), kết nối với bộ phận quỹ đạo, sau đó mới bay về Trái Đất. Cách này đỡ tốn năng lượng hơn cách bay thẳng. Thập niên 1970 các tàu Lunar của Liên Xô chọn cách bay thẳng nên cần năng lượng lớn, động cơ quá to nặng, thể tích bộ phận trở về phải thu nhỏ, do đó mang được quá ít đất đá Mặt Trăng.
Sau đó, tới thời điểm thích hợp, tổ hợp bộ phận quỹ đạo khai hoả động cơ để tăng tốc lên tới vận tốc 2,4 km/s, đưa bộ phận này rời khỏi quỹ đạo vòng Mặt Trăng, chuyển sang quỹ đạo chuyển dịch Mặt Trăng–Trái Đất, bay thẳng về Trái Đất. Trên đường về, đến thời điểm thích hợp, bộ phận trở về sẽ tách khỏi bộ phận quỹ đạo, một mình bay về Trái Đất.
Theo tin của Trung Quốc, 9h51 sáng 13/12, tổ hợp bộ phận quỹ đạo và bộ phận trở về đã điểm hoả 4 động cơ trong 22 phút, đưa tổ hợp này bay vào quỹ đạo chuyển dịch Mặt Trăng–Trái Đất.
Dự kiến khoảng 3~4 h sáng ngày 17/12, bộ phận trở về sẽ đi vào bầu khí quyển của Trái Đất theo kiểu “thia lia”, tức bay vào khí quyển với vận tốc 11,2 km/s, sau đó lại bị bật lên, “nảy” ra khỏi khí quyển, rồi lại trở vào khí quyển, cuối cùng khi hạ thấp tới độ cao nhất định, bộ phận trở về sẽ mở dù để hạ cánh mềm xuống một địa điểm định sẵn tại Khu Tự trị Nội Mông Cổ trên lãnh thổ Trung Quốc, và được thu hồi.
Bộ phận hạ cánh xuống bề mặt Mặt Trăng chỉ được lưu lại trên đó 2 ngày và phải về ngay, không được ‘tham lam” lấy nhiều đất đá, bởi lẽ phải tránh “đêm Mặt Trăng” lạnh tới âm 170 độ, vì bộ phận hạ cánh không được trang bị để có thể hoạt động dưới cái lạnh như vậy.
Rõ ràng, mẫu đất đá Mặt Trăng mà Chang’e 5 đem về sẽ là thành quả quý giá nhất của sứ mệnh thứ 3 trong Chương trình thăm dò Mặt Trăng của Trung Quốc. Theo thiết kế, Chang’e 5 chỉ được phép đem về khoảng 2 kg khoáng sản vô giá này.
Kể từ chuyến bay của tàu vũ trụ Lunar-24 (Liên Xô, 8/1976), đã 44 năm nay chưa ai lấy được đất Mặt Trăng. Trong thời gian 1970-1976, ba tàu vũ trụ không người lái Lunar 16, 20, 24 của Liên Xô cũ đem về Trái Đất được tổng cộng 326,1 gam mẫu đất đá Mặt Trăng. Trong thời gian 7/1969 ~ 12/1972, các chuyến bay có người lái Apollo-11, 12, 13, 14, 15, 16 của Mỹ đem về được tất cả 381,7 kg mẫu đất đá Mặt Trăng. Chương trình Apollo dự kiến chi 7 tỷ USD, quyết toán năm 1973 là 25,4 tỷ USD. Đất Mặt Trăng đắt hơn bất cứ kim loại quý nào từng có trên Trái Đất.
Hành trình ly kỳ và thú vị của Chang’e 5 được người Trung Quốc và cả thế giới quan tâm. Nhiều thanh niên Trung Quốc vô cùng tự hào, phấn khởi say sưa theo dõi hành trình của nó. Một số người hiếu kỳ căn cứ vào các số liệu đã công bố tiến hành dự tính khá chính xác các bước tiếp theo trong hành trình của Chang’e 5. Dân chúng đang bàn tán chuyện sau đây Trung Quốc sẽ đem mẫu đất đá Mặt Trăng họ lấy được tặng cho những nước nào. Năm 1978, nhân dịp Cố vấn An ninh Mỹ Brzezinski thăm Trung Quốc, Chính phủ Mỹ có biếu nước chủ nhà 1 gam mẫu đất đá Mặt Trăng. Các nhà khoa học Trung Quốc đã lấy 0,5 gam ra để nghiên cứu, công bố được 14 bài báo viết về kết quả phân tích đất đá Mặt Trăng.
Bản tin phát lúc 7h41 ngày 16/12/2020 của Thời báo Hoàn cầu cho biết: bộ phận trở về của Chang’e 5 sắp đổ bộ xuống bãi đổ bộ Tứ Tử Vương Kỳ trên đồng cỏ trung bộ Nội Mông Cổ. Đơn vị làm công tác thu hồi vật thể đó đã sẵn sàng làm việc. Bộ phận trở về của Chang’e 5 có thể tích chỉ bằng 1/7 phi thuyền vũ trụ chở người của Trung Quốc, nhưng diện tích khu vực đổ bộ của nó lại rộng gấp 16 lần khu vực đổ bộ của phi thuyền. Rõ ràng sẽ có nhiều khó khăn khi tìm một vật thể nhỏ trong đêm đông giá lạnh trên một diện tích như vậy. Khu vực đổ bộ của bộ phận trở về rộng thế là do nó đi vào khí quyển theo kiểu thia lia. Đơn vị thu hồi phải dùng máy bay lên thẳng và ô tô có trữ sẵn số liệu đo đạc bằng rada để hướng dẫn các phương tiện đó tới gần vật thể đổ bộ, cũng như lắp đèn pha công suất lớn để dễ phát hiện vật thể. Cho tới nay, đơn vị làm nhiệm vụ thu hồi đã triển khai 3 đợt diễn tập tầm soát thu hồi vật thể đổ bộ vào ban đêm, một đợt vào đêm có tuyết dầy, một đợt giả thiết đổ bộ sai vị trí và 3 đợt diễn tập tổng hợp toàn hệ thống.
Việc thu hồi bộ phận trở về của Chang’e 5 nhiều khả năng sẽ hoàn thành như dự kiến và sứ mệnh thăm dò Mặt Trăng của Trung Quốc sẽ thành công tốt đẹp.
Nguyễn Hải Hoành tổng hợp theo các tin của báo mạng Trung Quốc và nước ngoài.
