Cơ quan vũ trụ Mỹ tăng cường thử nghiệm đưa phi hành đoàn sứ mệnh Artemis II lên Mặt trăng

Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc gia (NASA) đang tiến hành những bước chuẩn bị cuối cùng cho việc phóng sứ mệnh Artemis II từ Trung tâm Vũ trụ Kennedy, nằm ở bang Florida. Hoạt động này đánh dấu một cột mốc quan trọng trong hoạt động khám phá hàng không vũ trụ đương đại, vì đây sẽ là lần đầu tiên sau hơn 50 năm con người sẽ du hành ra ngoài quỹ đạo thấp của Trái đất. Kế hoạch thiết lập một chuyến thám hiểm kéo dài khoảng mười ngày, sử dụng tàu vũ trụ Orion được cung cấp bởi tên lửa Hệ thống phóng không gian (SLS).

Nhóm được lựa chọn cho hành trình lịch sử này bao gồm bốn chuyên gia có nhiều kinh nghiệm về hàng không và kỹ thuật. Sự phân bổ chức năng trên tàu được xác định như sau:

• Reid Wiseman sẽ giữ vai trò chỉ huy sứ mệnh, giám sát mọi hoạt động bay.
• Victor Glover sẽ đảm nhận vị trí phi công, chịu trách nhiệm điều khiển tàu vũ trụ.
• Christina Koch sẽ tham gia với tư cách là chuyên gia sứ mệnh, tập trung vào giám sát hệ thống.
• Jeremy Hansen sẽ đại diện cho cơ quan Canada với tư cách là chuyên gia hoạt động chung.

Mục tiêu chính của chuyến bay này không bao gồm việc hạ cánh trên bề mặt mặt trăng mà là xác nhận tất cả các hệ thống hỗ trợ sự sống, liên lạc và định vị trong môi trường không gian sâu. Viên nang Orion sẽ thực hiện một chuyến bay ngang qua, vượt qua hàng nghìn km ngoài phía xa của Mặt trăng, trước khi quay trở lại Trái đất theo quỹ đạo quay trở lại tự do, sử dụng lực hấp dẫn của Mặt trăng làm xung lực tự nhiên.

Hồ sơ phi hành gia được chọn cho chuyến thám hiểm mặt trăng

Reid Wiseman, được cơ quan này lựa chọn vào năm 2009, có lý lịch sâu rộng với tư cách là một kỹ sư và phi công hải quân. Ông đã đến thăm Trạm vũ trụ quốc tế trong Chuyến thám hiểm 41 và giữ chức vụ đứng đầu văn phòng phi hành gia từ năm 2020 đến năm 2022, điều phối việc đào tạo một số đội.

Victor Glover mang theo kinh nghiệm điều khiển sứ mệnh Crew-1 của SpaceX vào năm 2020. Với việc tham gia vào giai đoạn mới này của chương trình không gian, anh sẽ trở thành phi hành gia da đen đầu tiên tham gia phi hành đoàn hướng tới môi trường mặt trăng, đánh dấu một bước tiến đáng kể trong việc thể hiện các sứ mệnh đường dài.

Kỷ lục và tinh thần tiên phong trong thành phần nhóm

Christina Koch hiện đang giữ kỷ lục về chuyến bay vào vũ trụ liên tục dài nhất của một người phụ nữ, sau gần một năm trên Trạm vũ trụ quốc tế. Sự nghiệp chuyên nghiệp của cô còn bao gồm việc tham gia chuyến đi bộ ngoài không gian dành riêng cho nữ đầu tiên trong lịch sử khám phá quỹ đạo.

Sự hiện diện của Koch trong sứ mệnh này củng cố các nguyên tắc đa dạng trong các hoạt động bên ngoài quỹ đạo Trái đất. Kỹ sư này sẽ là người phụ nữ đầu tiên đi ra ngoài quỹ đạo tầm thấp của Trái đất và quan sát trực tiếp phần ẩn giấu của vệ tinh tự nhiên của con người.

Jeremy Hansen đại diện cho Cơ quan Vũ trụ Canada và sẽ thực hiện chuyến đi đầu tiên vào vũ trụ trực tiếp vào quỹ đạo sâu. Việc lựa chọn nó là kết quả của một thỏa thuận song phương đảm bảo chỗ ngồi cho các đối tác quốc tế để đổi lấy những đóng góp công nghệ cơ bản cho cơ sở hạ tầng của chương trình.

Quỹ đạo dự kiến ​​của tàu vũ trụ Orion

Kế hoạch bay nêu rõ rằng tàu Orion sẽ thực hiện nhiều quỹ đạo quanh Trái đất ngay sau khi phóng. Quy trình ban đầu này là để đội điều khiển mặt đất có thể kiểm tra hoạt động của tất cả các bảng liên lạc, động cơ đẩy và hệ thống hỗ trợ sự sống trước khi tiếp tục hành trình.

Sau khi xác nhận thiết bị hoạt động theo các thông số an toàn yêu cầu, tầng trên của tên lửa sẽ cung cấp lực đẩy cần thiết cho quá trình phun xuyên mặt trăng. Tên lửa SLS được thiết kế để tạo ra lực đẩy hơn 8 triệu pound trong quá trình cất cánh, đảm bảo vận tốc thoát hiểm cần thiết.

Tuyến đường được chọn được biết đến trong cơ học quỹ đạo là quỹ đạo quay trở lại tự do. Điều này có nghĩa là lực hấp dẫn của mặt trăng sẽ được sử dụng để đẩy tàu vũ trụ quay trở lại Trái đất mà không cần kích hoạt liên tục các động cơ chính, tiết kiệm nhiên liệu và đảm bảo lộ trình quay trở lại an toàn trong trường hợp hỏng hóc.

Tàu vũ trụ sẽ vượt qua khoảng bảy nghìn rưỡi km từ bề mặt mặt trăng. Tổng thời gian ước tính từ khi phóng đến khi hạ cánh xuống đại dương là khoảng mười ngày, trong thời gian đó các phi hành gia sẽ liên tục thu thập dữ liệu về bức xạ vũ trụ và hoạt động của vật liệu của tàu vũ trụ.

Giai đoạn đào tạo cuối cùng tại trung tâm vũ trụ

Bốn thành viên phi hành đoàn đang ở Trung tâm Vũ trụ Kennedy để thực hiện các mô phỏng phóng tích hợp cuối cùng. Quá trình đào tạo bao gồm thực hành toàn diện các quy trình khẩn cấp, vào khoang với bộ quần áo điều áp và liên lạc với phòng điều khiển chuyến bay. Đội ngũ kỹ thuật sử dụng các mô hình kích thước đầy đủ và mô phỏng thực tế ảo để đảm bảo các phi hành gia quen thuộc với mọi công tắc và bảng điều khiển trên tàu vũ trụ Orion.

Trên bệ phóng 39B, các kỹ sư tiến hành kiểm tra dòng chất lỏng, kiểm tra cáp liên lạc và hiệu chỉnh cảm biến áp suất. Cơ sở hạ tầng mặt đất gần đây đã trải qua những nâng cấp để hỗ trợ trọng lượng và sức mạnh của tên lửa SLS, đòi hỏi sự phối hợp chính xác giữa người vận hành cần cẩu, kỹ thuật viên cung cấp nhiên liệu đẩy đông lạnh và giám đốc chuyến bay trong quá trình đếm ngược mô phỏng.

Hợp tác quốc tế về phát triển công nghệ

Cấu trúc chương trình chủ yếu dựa vào quan hệ đối tác được thiết lập với các quốc gia khác để xây dựng các mô-đun và cung cấp các vật tư thiết yếu. Sự tham gia của Canada có liên quan trực tiếp đến việc cung cấp cánh tay robot Canadarm3, sẽ được lắp đặt trên trạm vũ trụ Gateway trong tương lai, dự kiến ​​quay quanh Mặt trăng trong những năm tới. Sự hợp tác quốc tế này giúp dàn trải chi phí hoạt động của hoạt động khám phá không gian sâu và tạo ra tiêu chuẩn về khả năng tương tác giữa các cơ quan không gian ở Châu Âu, Nhật Bản và Bắc Mỹ. Việc chia sẻ dữ liệu đo từ xa và cùng phát triển các bộ quần áo vũ trụ được bảo vệ khỏi bức xạ thể hiện sự thay đổi trong mô hình thám hiểm từ một chủng tộc biệt lập sang nỗ lực khoa học toàn cầu tập trung vào việc kéo dài thời gian con người ở ngoài hành tinh của chúng ta.

Chuẩn bị cho các sứ mệnh liên hành tinh trong tương lai

Toàn bộ các thao tác và xác nhận phần cứng được thực hiện trong chuyến đi này sẽ đóng vai trò là cơ sở dữ liệu để lập kế hoạch cho các chuyến đi có người lái tới hành tinh Sao Hỏa. Cơ quan vũ trụ sử dụng môi trường mặt trăng làm nơi chứng minh nghiêm ngặt để thử nghiệm các công nghệ cư trú lâu dài và hệ thống đẩy tiên tiến trong điều kiện chân không và vi trọng lực thực tế.

Thông số kỹ thuật của hệ thống phóng vào không gian

Tên lửa chịu trách nhiệm nâng tàu vũ trụ vượt ra ngoài lực hấp dẫn của Trái đất được coi là phương tiện phóng mạnh nhất từng được chế tạo đang hoạt động. Cấu trúc trung tâm của nó chứa bốn động cơ chính chạy bằng hydro và oxy lỏng, hoạt động ở nhiệt độ cực lạnh. Độ chính xác trong việc trộn các nhiên liệu đẩy này được giám sát bởi hàng trăm cảm biến gửi dữ liệu thời gian thực tới máy tính mặt đất, đảm bảo quá trình đốt cháy diễn ra đồng đều và an toàn trong những phút đầu bay lên.

Được gắn vào sân khấu chính, hai máy đẩy nhiên liệu rắn cung cấp phần lớn lực cần thiết để nâng phương tiện ra khỏi bệ. Sau khi hết nhiên liệu đẩy, các nhiên liệu đẩy này bị đẩy ra và rơi xuống đại dương, trong khi tầng lõi tiếp tục cháy cho đến khi đạt đến độ cao đã được lập trình. Kỹ thuật đằng sau cơ chế này yêu cầu dung sai đến từng milimet, vì bất kỳ rung động quá mức nào cũng có thể làm ảnh hưởng đến tính toàn vẹn cấu trúc của viên nang nơi các phi hành gia ở.

Giao thức cứu hộ và phục hồi đại dương

Nhiệm vụ sẽ kết thúc khi con tàu quay trở lại bầu khí quyển Trái đất với tốc độ vượt quá ba mươi nghìn km một giờ, tạo ra nhiệt ma sát cực mạnh sẽ kiểm tra giới hạn của tấm chắn nhiệt có khả năng xâm lấn của con tàu. Sau khi mở những chiếc dù chính, Orion sẽ chạm vào vùng biển Thái Bình Dương, nơi lực lượng đặc nhiệm hải quân sẽ được bố trí sẵn. Các thợ lặn chuyên cứu hộ hàng không vũ trụ sẽ tiếp cận viên nang trên thuyền bơm hơi để ổn định tàu và lắp vòng cổ nổi. Thủy thủ đoàn sau đó sẽ được đưa ra và vận chuyển bằng trực thăng lên boong tàu đổ bộ, nơi họ sẽ được đánh giá y tế ngay lập tức. Toàn bộ quy trình phục hồi này được thử nghiệm nhiều lần ở các vực sâu và ngoài biển khơi, nhằm mục đích giảm thiểu thời gian tiếp xúc với sóng của các phi hành gia sau nhiều ngày thích nghi với môi trường vi trọng lực.