Tác giả: Nguyễn Hải Hoành
Tên lửa dùng trong lĩnh vực thăm dò vũ trụ đều phải có công suất cực lớn, có như thế mới có thể phóng vật thể đi với vận tốc cực nhanh, cân bằng hoặc thắng được sức hút (lực hấp dẫn) của Trái Đất. 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.
Hãy xem ngành du hành vũ trụ Trung Quốc 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 24/10/2007.
Thường Nga-1 nặng 2.350 kg, trong đó thiết bị khoa học nặng 130 kg, được phóng lên Mặt Trăng cách Trái Đất hơn 380 nghìn km, vì đi xa như vậy nên phải dùng tên lửa có sức đẩy lớn. Lần này Trung Quốc dùng tên lửa vận tải Trường chinh 3A (CZ3A), thuộc loại mạnh nhất của Trung Quốc đương thời. Tên lửa họ CZ được dùng lần đầu ngày 24/4/1970 để phóng vệ tinh nhân tạo đầu tiên của Trung Quốc; cho đến năm 2007 đã phóng 101 lần, thành công 100%, là một thành tựu nghiên cứu xuất sắc. Trung Quốc đã chế tạo được 12 kiểu tên lửa họ CZ; như CZ3A đã phóng 14 lần, thành công 100%.
CZ3A chưa phải là loại tên lửa mạnh nhất. Nó còn yếu hơn tên lửa Saturn 5 Mỹ dùng phóng phi thuyền Apollo 11 (16/7/1969) chở 3 nhà du hành vũ trụ lên Mặt Trăng. Saturn 5 mạnh nhất thế giới hồi đó, chứa 1 triệu ga-lông nhiên liệu, tương đương 200 tấn TNT (bằng một quả bom nguyên tử nhỏ), tạo ra lực đẩy 220 triệu mã lực, tiểng ồn của động cơ khi nổ máy to hơn tiếng 500 máy bay phản lực cùng nổ máy.
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 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 mấy nghìn km. Tên lửa và vệ tinh thì chở từ nơi chế tạo là Bắc Kinh tới đây. 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, Trung Quốc dùng xe chở nhiên liệu, nay dùng đường ống dẫn nhiên liệu từ hầm chứa trong núi ở xa 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. Trung Quốc có sáng kiến cho lượng nhiệt đó làm bốc hơi lượng nước chứa trong một 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 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 trong 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 Trung Quốc đưa tin là xác tên lửa “thành công” khi rơi xuống chỗ dự định. Có lẽ vì vậy mà tháng 9/2008, chính phủ Trung Quốc đã quyết định xây dựng một bãi phóng tên lửa mới, thứ 4, tại đảo Hải Nam sát biển để tránh thương vong cho dân chúng ở dọc đường tên lửa phóng lúc ban đầu. Bãi phóng này có tên là Bãi phóng Văn Xương, khởi công tháng 9/2009, sử dụng lần đầu ngày 25/6/2016. Bãi phóng Văn Xương là một trong số ít bãi phóng tên lửa vũ trụ có vĩ độ thấp, tức gần đường xích đạo, nhờ thế tận dụng được lực tự quay của Trái Đất để tăng tốc tên lửa vũ trụ, tiết kiệm được nhiên liệu.
Ba địa điểm bố trí cho du khách tham quan cảnh phóng Thường Nga-1 ở xa tháp phóng 2,5 km và 4 km; du khách chỉ nhìn thấy tên lửa trong 2 đến 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 5.000 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 vệ tinh Mặt Trăng, 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.
Điều kiện khí tượng để phóng vệ tinh cũng rất khắt khe: trong vòng 30-40 km xung quanh không được có 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.
Theo tính toán chính xác từ trước, thời điểm phóng tốt nhất (gọi là “cửa sổ zê-rô”) là 18 giờ 05 phút ngày 24/10; nếu lỡ dịp thì có thể phóng vào 18 giờ hôm sau; nếu lại lỡ thì chỉ còn dịp 17 giờ 55 phút ngày 26/2007. Nếu lại lỡ nữa thì phải chờ đến tháng 4/2008. Đầu năm, Trung Quốc dự định phóng vào tháng 4, sau vì để chắc chắn thành công lại hoãn đến tháng 10. Lần này vệ tinh Mặt Trăng Thường Nga-1 được phóng đúng vào “cửa sổ zê-rô” lúc 18h05 ngày 24/10/2007, 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.
Tên lửa chở Thường Nga-1 mới đầu bay thẳng góc lên trời; 148 giây sau khi phát hỏa, tầng 1 tách ra và rơi xuống; giây thứ 271, tầng 2 tách và rơi; khi đó tên lửa chưa bay được xa lắm. 19h10, Thường Nga-1 đi vào quỹ đạo Trái Đất. Ngày 25, nó được đổi quỹ đạo từ cách Trái Đất 200 km sang quỹ đạo cách 600 km. Sau 4 lần đổi quỹ đạo, Thường Nga-1 đi vào quỹ đạo thẳng tiến tới Mặt Trăng. Ngày 5/11/2007, vệ tinh Mặt Trăng Thường Nga-1 đi vào quỹ đạo vòng quanh Mặt Trăng thành công, bắt đầu khảo sát thiên thể này và gửi kết quả về Trái Đất. Cuối cùng, sau khi hoàn thành sứ mệnh, ngày 1/3/2009, vệ tinh Mặt Trăng Thường Nga-1 được Trái Đất điều khiển đâm xuống địa điểm dự định trên bề mặt Mặt Trăng, kết thúc tồn tại.
Nguyễn Hải Hoành biên soạn dựa theo các tư liệu của Trung Quốc và NASA.
Hình: Trung Quốc phóng tàu thăm dò mặt trăng Thường Nga – 5 từ Bãi phóng Văn Xương ngày 24/11/2020. Nguồn: CGTN.
