Đúng là rất...khó

Ngày 22/2 vừa qua, một tàu vũ trụ có kích thước bằng bốt điện thoại mang tên Odysseus đã hạ cánh xuống cực nam của mặt trăng lúc 6:23 chiều theo giờ phía đông nước Mỹ.

Odysseus - do công ty Intuitive Machines có trụ sở tại Houston chế tạo - đã trở thành tàu đổ bộ đầu tiên của công ty tư nhân chạm xuống Mặt trăng. Đây cũng là tàu đầu tiên của Hoa Kỳ chạm xuống mặt trăng trong hơn 50 kể từ sau sứ mệnh của tàu Apollo.

Trái đất được chụp bởi tàu đổ bộ Odysseus trước khi đổ bộ Mặt trăng vào tháng 2 năm 2024.

Nhưng cuộc hạ cánh này không hề hoàn hảo. Vài ngày sau khi hạ cánh, Odysseus đã bị gãy một trong sáu chân của nó khi hạ cánh và cuối cùng bị lật nghiêng. Việc này ảnh hưởng nghiêm trọng đến các tấm pin năng lượng mặt trời khiến nó không đủ năng lượng hoạt động.

Các kỹ sư đã tắt nguồn điện của nó vào ngày 29 tháng 2, khả năng cao là sẽ ngưng hoạt động mãi mãi.

Những thách thức của Odysseus gặp phải, lần nữa làm tăng thêm tỷ lệ thất bại của các sứ mệnh. Đã có 5 trong số 9 lần cố gắng hạ cánh lên mặt trăng trước đó đều kết thúc không tốt đẹp đối với nhiều quốc gia và các các công ty tư nhân.

Vài tuần trước đó, vào ngày 19 tháng 1, tàu vũ trụ Tàu đổ bộ thông minh để điều tra mặt trăng (SLIM) của Nhật Bản đã hoàn thành chuyến hạ cánh lên mặt trăng đầu tiên của đất nước họ.

Nhưng, lại nhưng, sau đó SLIM bị lộn ngược trên bề mặt mặt trăng do trục trặc động cơ trong quá trình hạ cánh. Pin mặt trời của tàu đổ bộ này cũng bị lệch hướng và không cấp điện cho các thiết bị cũng như thông tin liên lạc của nó, buộc các kỹ sư phải tắt nó vì sợ hết pin.

SLIM hạ cánh thành công nhưng đáp lộn ngược lên Mặt trăng.

Chỉ 10 ngày trước khi SLIM hạ cánh, tàu đổ bộ mặt trăng tư nhân của Mỹ tên Peregrine đã gặp phải nhiều điều bất thường sau khi phóng, bao gồm cả rò rỉ nhiên liệu đẩy khiến tàu vũ trụ không thể hạ cánh xuống mặt trăng.

Cuối cùng nó đã được định tuyến lại để đâm vào bầu khí quyển Trái đất. Các nỗ lực hạ cánh lên mặt trăng khác do Nhật Bản và Nga thực hiện vào năm 2023 cũng kết thúc tương tự trong những vụ tai nạn thảm khốc trên chính mặt trăng.

Các cơ quan không gian do chính phủ tài trợ chỉ có năm quốc gia đã hạ cánh thành công lên mặt trăng: Hoa Kỳ, Liên Xô cũ, Trung Quốc , Ấn Độ và Nhật Bản.

Cho đến nay, chỉ có một công ty tư nhân (Intuitive Machines) đã thành công và một số sứ mệnh nổi bật đã thất bại do trục trặc kỹ thuật dẫn đến những phán đoán chết người về tốc độ, độ cao và phương hướng.

Tàu thăm dò Luna 25 của Nga thậm chí đã đâm sầm vào Mặt trăng tạo ra một hố rộng đến 10m.

Rõ ràng rằng thậm chí sau nửa thế kỷ kể từ khi các phi hành gia Apollo đã đi trên mặt trăng, Các cuộc hẹn với Chị Hằng vẫn là một thử thách và nguy hiểm.

Có phải loài người đã trở tự tụt hậu trong các sứ mệnh đổ bộ Mặt trăng? Hay chúng ta chỉ đơn giản là đang vật lộn với một kỷ nguyên mới của những tiến bộ công nghệ, giống như các đội thực hiện sứ mệnh Apollo đã làm?

Csaba Palotai , giáo sư vật lý và khoa học vũ trụ tại Viện Công nghệ Florida ở Melbourne, nói với Live Science: “Chúng tôi đã không trở nên ‘ngốc hơn’ kể từ cuộc đổ bộ của Apollo” . Công nghệ ngày nay đã tốt hơn đáng kể. Điện thoại di động của bạn có sức mạnh tính toán cao hơn máy tính những năm 1970. Nhưng kể từ những năm 70, không có phi hành gia và phi công nào trên tàu đổ bộ để trực tiếp xử lý các sự cố”.

Công nghệ đã khác và cách thức khác

Một trở ngại lớn là việc thiếu bầu khí quyển của mặt trăng. Bầu khí quyển của mặt trăng rất mỏng và thay đổi theo thời gian, khiến các kỹ sư không thể dùng dù để làm chậm tàu ​​vũ trụ.

Thay vào đó, các sứ mệnh sử dụng hệ thống đẩy chạy bằng nhiên liệu để hạ xuống bề mặt mặt trăng, khiến việc làm chậm tàu ​​vũ trụ từ vài km/giây đến khi dừng hẳn hoàn toàn là một thách thức.

Tuy nhiên, điều này và những thách thức thám hiểm mặt trăng khác không phải là mới. Mặc dù chương trình Apollo cuối cùng đã thành công trong việc đưa con người lên mặt trăng, nhưng đó lại là đỉnh cao của một chương trình lớn đã thất bại nhiều lần trên con đường đi đến thành công.

Những nỗ lực ban đầu của Mỹ và Liên Xô nhằm đưa tàu vũ trụ lên mặt trăng đã gặp phải nhiều thất bại, bao gồm các vụ nổ sau khi phóng, trục trặc với hệ thống dẫn đường và lỗi nghiêm trọng khi triển khai tấm pin mặt trời.

Ngay cả sứ mệnh lịch sử Apollo 11, đưa các phi hành gia Neil Armstrong và Buzz Aldrin lên mặt trăng, cũng cạn kiệt nhiên liệu một cách đáng lo ngại và phải đối mặt với nhiều báo động bất ngờ ngay trước khi hạ cánh xuống mặt trăng.

Jack Burns - Giám đốc Mạng lưới Khoa học Thám hiểm và Vũ trụ do NASA tài trợ tại Đại học Colorado Boulder, cho biết: “Mọi người có xu hướng quên đi những thất bại trong sứ mệnh đó khi nó thành công, như một phần của quá trình học tập”.

Nơi học tập trải nghiệm này là nơi hiện đang thực hiện các sứ mệnh trên mặt trăng, đặc biệt là ngày càng có nhiều sứ mệnh do tư nhân tài trợ.

Burns và các chuyên gia khác đồng ý rằng mọi thứ đã thay đổi kể từ chương trình Apollo, bao gồm cả công nghệ lỗi thời đã đưa con người lên mặt trăng và quay trở lại vào những năm 60 và 70.

Các kỹ sư của chương trình Apollo đã chế tạo những chiếc máy tính đầu tiên trong thời đại của họ, bao gồm cả các cảm biến được chế tạo mạnh mẽ hơn với kích thước chỉ bằng một phần nhỏ so với kích thước ban đầu của chúng. Phần lớn phần mềm và kiến ​​trúc được tùy chỉnh cho chương trình Apollo thực sự vô dụng đối với các sứ mệnh không gian ngày nay.

Hơn nữa, "Toàn bộ thế hệ đó đã rời khỏi ngành vào thời điểm này và rất nhiều kiến ​​thức, kinh nghiệm theo đó đã mất đi", John Thornton, Giám đốc điều hành của Astrobotic Technology có trụ sở tại Pittsburgh, công ty xây dựng và vận hành Peregrine, cho biết. “Chúng tôi đang học lại cách thực hiện điều này, nhưng là học nó với công nghệ mới và khác biệt.”

Nửa thế kỷ sau lần cuối cùng con người đặt chân lên Mặt trăng, các tổ chức nhỏ hơn NASA - được hỗ trợ bởi một thế hệ kỹ sư mới - đã thực hiện cùng một thách thức mà chỉ các chính phủ mới đạt được trong quá khứ.

Ba nhà khoa học Palotai, Thornton và Burns đều coi những thất bại gần đây của sứ mệnh lên mặt trăng là sự phát triển tự nhiên của một ngành công nghiệp mới.

“Cá nhân tôi không lo lắng. Đó chỉ là một phần của nỗi đau ngày càng tăng." - Burns nói.

Mở đường cho các sứ mệnh giá rẻ.

Trong khi các vấn đề công nghệ ảnh hưởng đến kết quả của một sứ mệnh thì nguồn tài trợ sẽ xác định mức độ thử nghiệm phần mềm và phần cứng được thực hiện trước khi phóng để giảm thiểu rủi ro.

“Nếu chúng tôi có một tỷ đô la để thực hiện sứ mệnh này, cơ hội thành công của chúng tôi sẽ tăng lên” Thornton nói về Peregrine bị tiêu diệt, cuộc điều tra về sự thất bại của sứ mệnh dự kiến ​​​​sẽ mất một hoặc hai tháng.

"Nhưng chúng tôi đang cố gắng thực hiện điều này với chi phí thấp hơn nhiều, có nghĩa là bạn phải thử nhiều lần nữa trước khi đạt được khoảnh khắc đột phá đó, 'Được rồi, bây giờ chúng tôi biết chính xác cách thực hiện điều đó ở mức giá này. Hãy bắt đầu' hãy tiếp tục làm đi làm lại.'"

Trở lại những năm 60 và 70, trong sức nóng của cuộc chạy đua vũ trụ giữa Mỹ và Liên Xô, chương trình Apollo là mấu chốt trong công việc của NASA và cơ quan vũ trụ này có ngân sách gấp 10 lần hiện tại để làm điều tương tự.

Từ năm 1960 đến năm 1973, NASA đã chi 25,8 tỷ USD (257 tỷ USD khi điều chỉnh theo lạm phát) cho chương trình Apollo và được hỗ trợ gần 5% tổng ngân sách Hoa Kỳ.

Để so sánh thì hiện tại NASA đang nhận được ít hơn 0,5% tổng chi tiêu liên bang và ngân sách đó cũng tài trợ cho các sứ mệnh khác nữa.

Hồi đó, NASA rất ổn khi phát triển thứ gì đó trị giá hàng chục tỷ đô la. Ngày nay ngành công nghiệp này đang cố gắng chế tạo tàu vũ trụ với giá khoảng 100 triệu USD, một mức giá phải chăng, là yếu tố then chốt cho các chuyến bay thường lệ.

Vấn đề này về cơ bản khác với vấn đề thời Apollo.

Martin Barstow, giáo sư vật lý thiên văn và khoa học vũ trụ tại Đại học Leicester ở Anh, nói với Live Science rằng việc giảm chi phí cho sứ mệnh cũng làm tăng nguy cơ thất bại. Vì vậy, chúng ta không nên quá ngạc nhiên nếu một số thứ trong số này không hoạt động.