Tác giả: Nguyễn Hải Hoành
Tên lửa dùng để thăm dò vũ trụ đều phải có công suất cực lớn, phóng đi với vận tốc cực nhanh, có thế mới thắng được sức hút của Trái Đất, đi vào vũ trụ. Để đưa vật thể lên quỹ đạo vòng quanh Trái Đất, nó phải đạt tốc độ vũ trụ cấp một (7,9 km/s). Để đưa vật thể ra khỏi bầu khí quyển của Trái Đất, bay xa vào vũ trụ sâu, nó phải đạt tốc độ vũ trụ cấp hai (11,2 km/s). Chế tạo và sử dụng tên lửa mạnh là việc rất phức tạp.
Thống kê của Liên Xô và Mỹ cho thấy các trục trặc về tên lửa chiếm 51% tổng số lần phóng vệ tinh thất bại, gây tổn thất rất lớn về người và tài sản. Vì thế bảo đảm độ an toàn cao khi phóng tên lửa là vấn đề có ý nghĩa quan trọng hàng đầu trong ngành hàng không vũ trụ, không những bảo đảm an toàn tại bãi phóng mà cả an toàn cho dân cư ở gần bãi phóng.
Hãy xem ngành du hành vũ trụ Trung Quốc (TQ) đã thực hiện công tác bảo đảm an toàn như thế nào khi phóng thành công vệ tinh Mặt Trăng đầu tiên Thường Nga-1 (Chang’e-1) ngày 24/10/2008.
Thường Nga-1 nặng gần 3 tấn, được phóng lên Mặt Trăng cách Trái Đất hơn 380 nghìn km, cho nên phải dùng tên lửa có sức đẩy lớn. Lần này TQ dùng tên lửa vận tải Trường chinh 3A (CZ3A), thuộc loại mạnh nhất của TQ đương thời. Tên lửa họ CZ được dùng lần đầu ngày 24/4/1970 để phóng vệ tinh nhân tạo đầu tiên của TQ; cho đến năm 2008 đã phóng 101 lần, thành công 100%, là một thành tựu nghiên cứu xuất sắc. TQ đã chế tạo được 12 kiểu tên lửa họ CZ; như CZ3A đã phóng 14 lần, thành công 100%.
CZ3A cao 52 m, đường kính 3,35 m, tổng trọng lượng 250 tấn, trong đó có 40 tấn nhiên liệu. Do lượng nhiên liệu lớn, nếu không may để rò rỉ nhiên liệu gây cháy và nổ thì toàn bộ bãi phóng sẽ thành tro. Nhiên liệu chính dùng chất N2O4 lỏng, ngoài ra còn dùng một ít ô-xy nước (nhiệt độ âm 197°C) và hy-dro nước (âm 253°C), đều cực kỳ dễ cháy và độc. Nhiên liệu phải chở từ Thượng Hải tới Trung tâm phóng vệ tinh Tây Xương, thuộc tỉnh Tứ Xuyên, xa hàng nghìn km (tên lửa và vệ tinh thì chở từ nơi chế tạo là Bắc Kinh tới). Khi nạp nhiên liệu vào tên lửa phải hết sức thận trọng, chỉ cần rớt một giọt xuống đất là có thể gây nổ, đe dọa sinh mạng của 4 nghìn người làm việc trong Trung tâm. Trước đây TQ dùng xe chở nhiên liệu, nay dùng đường ống dẫn nhiên liệu từ hầm chứa trong núi cách 500 m. Nhân viên thao tác nạp nhiên liệu phải mặc quần áo bảo hộ bọc kín người. Việc nạp hai thứ nhiên liệu lạnh này phải rất thận trọng, khi đã nạp thì tên lửa chuyển sang trạng thái không thể đảo ngược; chúng được nạp 6 giờ trước khi phóng.
Tên lửa khi phát hỏa phóng ra một nhiệt lượng cực lớn, phải có cách triệt tiêu lượng nhiệt này, nếu không các thiết bị xung quanh sẽ cháy hết. TQ có sáng kiến cho lượng nhiệt đó làm bốc hơi lượng nước chứa trong bể sâu 6 m dưới chân tên lửa; song nó cũng chỉ triệt tiêu được 1/3, còn lại 2/3 nhiệt lượng sẽ đi vào một đường hầm ngầm dài tản nhiệt.
Động cơ tên lửa khi điểm hỏa phát ra tiếng động, khói, lửa, lượng nhiệt và lực rung lớn, nên không ai được ở gần. Nhóm người có phận sự rút cuối cùng khỏi nơi nguy hiểm là 20 chuyên gia làm việc ở độ cao 45 m trên tháp phóng; họ phải rút hết xuống hầm ngầm trong 13 phút chót. Trước đó tất cả những người không có nhiệm vụ đều phải sơ tán ra xa, núp vào hang núi hoặc hầm ngầm. Hai giờ trước khi phóng tên lửa, dân cư trong vùng bán kính cách bãi phóng 2,5 km phải sơ tán hết ra ngoài xa; trong vùng cách bãi phóng 2,5-6 km thì chỉ cần ra khỏi nhà là được (sợ sức nổ làm sập nhà).
Vì tên lửa sau khi lên trời sẽ đi nghiêng về phía Đông Nam nên dân cư dọc theo phía ấy cũng phải sơ tán để tránh nguy hiểm nếu chẳng may tên lửa chưa cháy hết đã rơi xuống. Năm 1996 từng xảy ra một vụ tên lửa rơi nổ bạt mất một nửa quả đồi; từ đó mới đưa ra chủ trương sơ tán dân. Trên thực tế, 2 xác tên lửa tầng 1 và 2 của vệ tinh Thường Nga-1 đã rơi xuống cánh đồng và nhà dân; tuy báo chí TQ đưa tin là xác tên lửa “thành công” rơi xuống chỗ dự định.
Có lẽ vì vậy mà sau đó chính phủ TQ đã quyết định xây dựng một bãi phóng tên lửa mới, quy mô cực lớn, là bãi phóng thứ 4, gọi là bãi phóng Văn Xương (Wenchang Spacecraft Launch Site, WSLS) tại đảo Hải Nam sát biển (và ở 19 độ Vĩ, gần đường xích đạo, như vậy đỡ tốn năng lượng khi phóng) nhằm tránh thương vong cho dân chúng ở dọc đường tên lửa phóng lúc ban đầu. Bãi WSLS được sử dụng từ tháng 6/2016.
Tên lửa chở Thường Nga-1 mới đầu bay thẳng góc lên trời; 148 giây sau khi phát hỏa, tầng 1 tách ra rơi xuống; giây thứ 271, tầng 2 tách và rơi; khi đó tên lửa chưa bay được xa lắm.
Ba địa điểm bố trí cho du khách tham quan cảnh phóng Thường Nga-1 ở cách tháp phóng 2,5 km và 4 km; du khách chỉ nhìn thấy tên lửa trong 2-5 giây là nó đã biến mất vào tầng mây. Thế nhưng để được vào đây, họ phải mua vé rẻ nhất là 800 NDT (Nhân dân tệ, 1 NDT = 0,15 USD), nếu xem tại phòng VIP, giá vé 5000 NDT. Khách được phát khăn mặt và chai nước khoáng để phòng bất trắc khi phải sơ tán vào hầm ngay cạnh. Ngoài ra họ phải mua bảo hiểm 180 NDT.
14 giờ trước khi phóng, đoạn đường cao tốc dẫn vào bãi bị cấm tuyệt đối. Công an, bộ đội và chó nghiệp vụ lùng sục khắp mọi chỗ để bảo đảm không có ai ở gần.
Phóng vệ tinh Mặt Trăng còn đòi hỏi nhiều điều kiện cực kỳ khắt khe, việc chuẩn bị phóng chẳng khác trước giờ một trận đánh ác liệt. Với bãi phóng Tây Xương, trong một năm chỉ có hai dịp phóng tốt nhất là tháng 4 và 10. Mỗi tháng lại chỉ có 3 ngày; mỗi ngày chỉ có một “cửa sổ phóng”, với thời gian 35 phút; nếu vì trục trặc hoặc vì thời tiết xấu mà lỡ dịp thì phải chờ dịp sau. Theo tính toán chính xác từ trước, thời điểm phóng tốt nhất (gọi là “cửa sổ zero”) là 18 giờ 05 phút ngày 24/10/2008; nếu lỡ dịp thì có thể phóng vào 18 giờ hôm sau; nếu lại lỡ thì chỉ còn dịp 17 giờ 55 phút ngày 26. Nếu lại lỡ nữa thì phải chờ đến tháng 4/2008. Đầu tiên TQ dự định phóng vào tháng 4, sau vì để chắc chắn thành công lại hoãn đến tháng 10. Lần này Thường Nga-1 được phóng đúng vào “cửa sổ zero”, cho nên thành công mỹ mãn, hoàn toàn như dự kiến. Khi tính “Cửa sổ phóng” phải dựa trên mối quan hệ tương hỗ giữa Trái Đất với Mặt Trăng và bãi phóng, sao cho vệ tinh được phóng lên với tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất và sẽ bắt kịp chuyển động của Mặt Trăng.
Điều kiện khí tượng để phóng vệ tinh cũng rất khắt khe: trong vòng 30-40 km xung quanh bãi phóng không được có các đám mây chứa điện, không có mưa to cỡ hạt trên 1 mm, gió không được quá 14 m/s. Sợ nhất là sấm chớp, tia lửa điện có thể gây cháy nhiên liệu trong tên lửa.
Ngày 24/11/2020, TQ dùng tên lửa Trường Chinh 5 (CZ-5) phóng tàu vũ trụ Thường Nga-5 (Chang’e 5) từ bãi phóng vũ trụ Văn Xương ở đảo Hải Nam. Đây là lần thứ 6 TQ phóng tàu vũ trụ lên Mặt Trăng. Ngày 1/12, Chang’e 5 hạ cánh thành công xuống bề mặt chính diện Mặt Trăng. Ngày 3/12, bộ phận bay lên của nó chở theo khoảng 2kg đất Mặt Trăng nó lấy được đã bay lên quỹ đạo vòng Mặt Trăng. Ngày 12/12, bộ phận trở về đã bay vào quỹ đạo Mặt Trăng-Trái Đất. Theo dự kiến, sứ mạng của Chang’ e 5 sẽ hoàn thành trong 22~23 ngày. Trên thực tế, sáng sớm ngày 17/12, bộ phận trở về của Chang’e 5 mang theo 2 kg đất đá Mặt Trăng đã hạ cánh an toàn tại địa điểm dự kiến tại Nội Mông Cổ. Đây là một bước tiến rất lớn của ngành thám hiểm vũ trụ TQ.
Tên lửa CZ-5 là tên lửa mạnh nhất TQ hiện nay, gồm 2,5 tầng, chiều cao 57m, đường kính 5m, có thể đưa vật thể nặng 25 tấn lên quỹ đạo gần Trái Đất (LEO).
CZ-5 chưa phải là loại tên lửa mạnh nhất thế giới. Mỹ từng có tên lửa Saturn 5 dùng phóng phi thuyền Apollo 11, ngày 16/7/1969 chở 3 nhà du hành vũ trụ lên Mặt Trăng. Saturn 5 gồm 3 tầng, cao 111m, đường kính 10m, chứa 1 triệu ga-lông nhiên liệu, tương đương 200 tấn TNT (gần bằng một quả bom nguyên tử nhỏ), tạo ra lực đẩy 220 triệu mã lực, tiếng ồn của động cơ khi nổ máy to hơn tiếng 500 máy bay phản lực cùng nổ máy, có thể đưa vật nặng 118 tấn lên quỹ đạo gần Trái Đất. Tổng cộng NASA đã phóng 13 tên lửa Saturn, tất cả đều thành công. Saturn được thiết kế dưới sự chỉ đạo của chuyên gia tên lửa người Mỹ gốc Đức Wernher von Braun (1912-1977, từng lãnh đạo chương trình tên lửa V-2 của Phát xít Đức). Rõ ràng, khi phóng Saturn 5, công tác đảm bảo an toàn sẽ khắt khe hơn nhiều.
Nguyễn Hải Hoành tổng hợp từ các tài liệu của Trung Quốc và Mỹ.
