Trang nhà > Khoa học > Không gian > Đảm bảo an toàn khi phóng hoả tiễn vũ trụ

Để mang vật thể đạt tốc độ vũ trụ cấp một hoặc hai, hoả tiễn cần có công suất cực lớn. Chế tác & sử dụng hoả tiễn mạnh là việc rất cầu kỳ, yêu cầu cao về đảm bảo an toàn.

Hoả tiễn dùng trong ngành nghề khảo sát vũ trụ đều cần có công suất cực lớn, có như vậy nó mới phóng vật thể đi với tốc độ cực nhanh, cân đối hoặc thắng được sức hút (lực cuốn hút) của Trái Đất. Chẳng hạn mong muốn mang một vật thể lên quỹ đạo vòng quanh Trái Đất, vật thể đó khi lên tới quỹ đạo phải đạt tốc độ v thỏa mãn điều kiện lực cuốn hút của Trái Đất bằng với lực quán tính ly tâm của nó, tức mg = mv2/R, trong đó gia tốc g = 9,80 m/s2, bán kính Trái Đất R = 6378 km. Suy ra v = căn bậc hai của gR, tức bằng 7,9 km/s, gọi là tốc độ vũ trụ cấp Một, ký hiệu v1 = 7,9 km/s. Nếu vật thể đó được phóng lên với tốc độ mau hơn, chẳng hạn đạt tốc độ vũ trụ cấp Hai (v2), thì nó sẽ thoát ra khỏi trường cuốn hút của Trái Đất, cất cánh vào hệ Mặt Trời. Theo tính toán, v2 = 11,2 km/s.

Thực nghiệm cuối cùng của động cơ Orion rất trọng yếu so với an toàn

Đo đạc của Liên Xô & Mỹ cho thấy các trục trặc về hoả tiễn chiếm 51% tổng số lần phóng vệ tinh thất bại, gây tổn thất rất lớn về người & tài sản. Chính vì như vậy đảm bảo độ an toàn cao khi phóng hoả tiễn là vấn đề có ý nghĩa trọng yếu bậc nhất trong nghề hàng không vũ trụ, chẳng những đảm bảo an toàn tại bãi phóng mà cả an toàn cho cư dân ở gần bãi phóng.

Hãy xem nghề du hành vũ trụ Trung Quốc (TQ) đã thực hiện công tác đảm bảo an toàn như vậy nào khi phóng thành công vệ tinh Mặt Trăng trước tiên (Chang’e-1) ngày 24/10/2008. Thời xưa người TQ gọi Mặt Trăng là (Heng’e), về sau vì kiêng huý tên của vua Hán Văn Đế mà phải đổi là (Chang’e).

nặng gần 3 tấn, được phóng lên Mặt Trăng cách Trái Đất hơn 380 nghìn km, thành ra phải dùng hoả tiễn có sức đẩy lớn. Này là hoả tiễn vận chuyển Trường chinh 3A (CZ3A), thuộc loại mạnh nhất của TQ đương thời. Hoả tiễn họ CZ được dùng lần đầu ngày 24/4/1970 để phóng vệ tinh nhân tạo trước tiên của TQ; cho đến năm 2008 đã phóng 101 lần, thành công 100%, là một thành tích tìm hiểu xuất sắc. TQ đã chế tác được 12 kiểu hoả tiễn họ CZ; như CZ3A đã phóng 14 lần, thành công 100%.

Xem Thêm  Web cung cấp những kiến thức có giá trị - Blogradio - Kênh tin tức tổng hợp hàng đầu Việt Nam

CZ3A cao 52 m, đường kính 3,35 m, tổng trọng lượng 250 T, trong đó có 40 T nhiên liệu. Do lượng nhiên liệu lớn, nếu như không may để rò rỉ nhiên liệu gây cháy & nổ thì toàn thể bãi phóng sẽ thành tro. Nhiên liệu chính dùng chất N2O4 lỏng, tuy nhiên còn dùng một ít ô-xy nước (nhiệt độ âm 197°C) & hy-dro nước (âm 253°C), đều cực kỳ dễ cháy & độc. Nhiên liệu phải chở từ Thượng Hải tới Trọng điểm phóng vệ tinh Tây Xương, thuộc tỉnh Tứ Xuyên, xa hàng mấy nghìn km (hoả tiễn & vệ tinh thì chở từ nơi chế tác là Bắc Kinh tới đây). Khi nạp nhiên liệu vào hoả tiễn phải hết sức cảnh giác, chỉ cần rớt một giọt xuống đất là có thể gây nổ, đe dọa sinh mạng của 4 nghìn người làm việc trong Trọng điểm. Trước đó TQ dùng xe chở nhiên liệu, nay dùng đường ống dẫn nhiên liệu từ hầm chứa trong núi cách 500 m. Nhân sự thao tác nạp nhiên liệu phải mặc quần áo bảo lãnh bọc kín người. Việc nạp hai thứ nhiên liệu lạnh này phải rất cảnh giác, khi đã nạp thì hoả tiễn chuyển sang hiện trạng chẳng thể đảo ngược; chúng được nạp 6 giờ trước khi phóng.

Hoả tiễn khi phát hỏa phóng ra một nhiệt lượng cực lớn, cần có cách triệt tiêu lượng nhiệt này, nếu như không các thiết bị chung quanh sẽ cháy hết. TQ có sáng tạo cho lượng nhiệt đó làm bốc hơi lượng nước chứa trong bể sâu 6 m dưới chân hoả tiễn; song nó cũng chỉ triệt tiêu được 1/3, sót lại 2/3 nhiệt lượng sẽ đi vào một căn hầm ngầm dài tản nhiệt.

Động cơ hoả tiễn khi điểm hỏa phát ra âm thanh, khói, lửa, lượng nhiệt & lực rung lớn, nên không ai được ở gần. Nhóm người có phận sự rút cuối cùng khỏi nơi bất trắc là 20 Chuyên Viên làm việc ở độ cao 45 m trên tháp phóng; họ phải rút hết xuống hầm ngầm vào 13 phút chót. Trước đây toàn bộ những người không có bổ phận đều phải di tản ra xa, núp vào hang núi hoặc hầm ngầm. Hai giờ trước khi phóng hoả tiễn, cư dân trong vùng bán kính cách bãi phóng 2,5 km phải di tản 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 hoả tiễn sau khoảng thời gian lên trời sẽ đi nghiêng về phía Đông Nam nên cư dân xuôi theo phía ấy cũng cần phải di tản để tránh bất trắc nếu chẳng may hoả tiễn chưa cháy hết đã rơi xuống. Năm 1996 từng xảy ra một vụ, hoả tiễn rơi nổ bạt mất một nửa quả đồi; từ đó mới đề ra chủ trương di tản dân. Trên thực tiễn, 2 xác hoả tiễn tầng 1 & 2 của vệ tinh đã rơi xuống cánh đồng & nhà dân; tuy tạp chí TQ mang tin là xác hoả tiễn “thành công” rơi xuống chỗ dự tính.

Xem Thêm  Triều Tiên muốn “cắt đứt” đàm phán bằng tên lửa?

Có vẻ chính vì thế mà sau đó chính phủ TQ đã quyết định xây dựng một bãi phóng hoả tiễn 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 (& ở 19 độ Vĩ, gần đường xích đạo, như thế đỡ tốn năng lượng khi phóng) nhằm tránh thương vong cho dân chúng ở dọc đường hoả tiễn phóng lúc ban đầu. Bãi WSLS được sử dụng từ tháng 6/2016.

Hoả tiễn chở mới đầu cất cánh thẳng góc lên trời; 148 giây sau khoảng thời gian phát hỏa, tầng 1 tách ra rơi xuống; giây thứ 271, tầng 2 tách & rơi; khi đó hoả tiễn chưa cất cánh được xa lắm.

Ba vị trí sắp đặt cho khách du lịch tham quan cảnh phóng ở cách tháp phóng 2,5 km & 4 km; khách du lịch chỉ chứng kiến hoả tiễn trong 2-5 giây là nó đã biệt tích vào tầng mây. Thế nhưng để được vào đây, họ phải mua vé rẻ đặc biệt là 800 NDT (Nhân dân tệ, 1 NDT = 0,15 $), nếu xem tại phòng VIP, giá vé 5000 NDT. Khách được phát khăn mặt & lọ nước khoáng để phòng nguy hiểm khi phải di tản vào hầm ngay cạnh. Không những thế họ phải mua bảo hiểm 180 NDT.

14 giờ trước khi phóng, chặng đường cao tốc dẫn vào bãi bị cấm tuyệt đối. Cảnh sát, bộ đội & chó nghiệp vụ lùng sục khắp mọi chỗ để đảm bảo không có ai ở gần.

Phóng vệ tinh Mặt Trăng còn đòi hỏi nhiều điều kiện cực kỳ hà khắc, 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 đặc biệt là tháng 4 & 10. Mỗi tháng lại chỉ có 3 ngày; hàng ngày chỉ có một 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 chuẩn xác từ trước, thời điểm phóng tốt nhất 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. Trước nhất TQ dự tính phóng hồi tháng 4, sau vì để chắc cú thành công lại hoãn đến tháng 10. Lần này được phóng đúng vào thành ra thành công mỹ mãn, hoàn toàn như dự tính. Khi tính phải dựa vào mối quan hệ tương hỗ giữa Trái Đất với Mặt Trăng & bãi phóng, sao cho vệ tinh được phóng lên với tiêu hao nhiên liệu nhỏ nhất & sẽ bắt kịp chuyển động của Mặt Trăng.

Xem Thêm  Điều gì khiến Mỹ bất ngờ trong vụ phóng tên lửa mới của Triều Tiên?

Điều kiện khí tượng để phóng vệ tinh cũng tương đối hà khắc: trong vòng 30-40 km chung 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 đặc biệt là sấm chớp, tia lửa điện có thể gây cháy nhiên liệu trong hoả tiễn.

Ngày 24/11/2020, TQ dùng hoả tiễn (CZ-5) phóng tàu vũ trụ (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, thành công bay xuống xuống mặt phẳng chính diện Mặt Trăng. Ngày 3/12, phòng ban cất cánh lên của nó chở theo khoảng 2kg đất Mặt Trăng nó lấy được đã cất cánh lên quỹ đạo vòng Mặt Trăng. Ngày 12/12, phòng ban trở về đã cất cánh vào quỹ đạo Mặt Trăng-Trái Đất. Theo dự tính, sứ mệnh của sẽ giải quyết trong 22 23 ngày. Trên thực tiễn, sáng sớm ngày 17/12, phòng ban trở về của đưa theo 2 kg đất đá Mặt Trăng đã bay xuống an toàn tại vị trí dự tính tại Nội Mông Cổ. Đây là một bước tiến rất lớn của nghề thám hiểm vũ trụ TQ.

Hoả tiễn CZ-5 là hoả tiễn mạnh nhất TQ hiện tại, gồm 2,5 tầng, chiều cao 57m, đường kính 5m, có thể mang vật thể nặng 25T lên quỹ đạo gần Trái Đất (LEO).

CZ-5 chưa phải là loại hoả tiễn mạnh nhất thế giới. Mỹ từng có hoả tiễn dùng phóng phi thuyền ngày 16/7/1969 chở 3 nhà du hành vũ trụ lên Mặt Trăng. gồm 3 tầng, cao 111m, đường kính 10m, chứa 1 triệu ga-lông nhiên liệu, tương tự 200 tấn TNT (có ebook nói: sức nổ gần bằng một quả bom nguyên tử nhỏ), tạo thành lực đẩy 220 triệu mã lực, tiểng ồn của động cơ khi nổ máy lớn hơn tiếng 500 máy cất cánh phản lực cùng nổ máy, có thể mang vật nặng 118 T lên quỹ đạo gần Trái Đất (LEO). Tổng cộng NASA đã phóng 13 hoả tiễn toàn bộ đều thành công. được kiến trúc dưới sự chỉ đạo của Chuyên Viên hoả tiễn người Mỹ gốc Đức (1912-1977, từng chỉ huy chương trình hoả tiễn V-2 của Phát xít Đức). Rõ ràng và cụ thể, khi phóng công tác bảo đảm an toàn sẽ hà khắc hơn nhiều.

By ads_law

Trả lời