Nhiệm vụ Artemis 1 hôm 16/11 đã đưa tàu vũ trụ Orion vào không gian sâu một cách an toàn và sau gần một tháng bay quanh Mặt Trăng, đã đến lúc phương tiện này trở về nhà.
Những khoảnh khắc cuối cùng của Artemis 1 cần diễn ra cực kỳ thuận lợi để NASA phê duyệt các nhiệm vụ trong tương lai của chương trình Artemis, dự kiến tiếp tục với Artemis 2 đưa các phi hành gia bay quanh Mặt Trăng vào năm 2024 và Artemis 3 hạ cánh xuống bề mặt vào năm 2025 hoặc lâu hơn.
Dưới đây là 8 bước chính trong quá trình tự hạ cánh đầy thách thức của Orion.
1. Tàu vũ trụ tách khỏi module dịch vụ
Sự kiện lớn đầu tiên khi Orion quay trở lại Trái Đất là nó sẽ tách khỏi module dịch vụ do Cơ quan Vũ trụ châu Âu chế tạo - cấu trúc chứa các bộ đẩy, động cơ và mảng năng lượng mặt trời cho tàu vũ trụ.
NASA cho biết giai đoạn tách bắt đầu vào khoảng 12h ngày 11/12 theo giờ chuẩn miền đông Bắc Mỹ, tức 0h ngày 12/12 theo giờ Hà Nội, khoảng 40 phút trước khi hạ cánh xuống Thái Bình Dương.
2. Orion trượt trên bầu khí quyển
Sau khi loại bỏ module dịch vụ đã cung cấp điện và năng lượng trong gần một tháng, Orion sẽ thực hiện một hành động "chạy trốn" táo bạo ngoài rìa bầu khí quyển của Trái Đất. Tàu vũ trụ sẽ sử dụng một phần lớp vỏ bảo vệ của nó, cùng với lực nâng liên kết, để trượt trên bầu khí quyển giống như tảng đá trên mặt hồ. Thao tác này không thể thực hiện được trong chương trình Apollo, nhưng những tiến bộ trong điều hướng tàu vũ trụ đã giúp điều đó trở nên khả thi ngày nay.
"Việc trượt trên bầu khí quyển sẽ giúp Orion hạ cánh gần bờ biển Mỹ hơn, nơi các đội thu hồi sẽ chờ đợi để đưa tàu vũ trụ trở lại đất liền", Chris Madsen, người quản lý hệ thống dẫn đường, điều hướng và kiểm soát của Orion, giải thích. "Khi chúng tôi cho phi hành đoàn bay cùng Orion, bắt đầu với nhiệm vụ Artemis 2, độ chính xác khi hạ cánh sẽ giúp chúng tôi có thể nhanh chóng đưa phi hành đoàn vào bờ và giảm số lượng tài nguyên cần phải chuẩn bị ở Thái Bình Dương cho quá trình thu hồi".
Thao tác trượt này cũng sẽ làm giảm gia tốc cho tàu vũ trụ. "Thay vì một sự kiện duy nhất có gia tốc cao, sẽ có hai sự kiện có gia tốc thấp hơn", NASA viết trong một tuyên bố.
3. Orion đi vào bầu khí quyển Trái Đất
Tiếp theo, Orion sẽ đi vào bầu khí quyển của Trái Đất với tốc độ cực nhanh 40.000 km/h. Vào lúc cao điểm, nhiệt độ của nó sẽ tăng lên bằng một nửa nhiệt độ bề mặt Mặt Trời, ở mức 2.800 độ C. Đây là lúc NASA kiểm tra khả năng bảo vệ tàu vũ trụ và bất kỳ hành khách nào trong tương lai của tấm chắn nhiệt.
Tấm chắn nhiệt của Orion có đường kính 5 m. Nó bao gồm một giàn titan chắc chắn với "lớp da" tổng hợp làm bằng sợi carbon dẻo, cùng với vật liệu mài mòn để cố tình loại bỏ một số tấm chắn vào khí quyển nhằm giảm căng thẳng cho phần còn lại của hệ thống và mang nhiệt ra khỏi tàu vũ trụ.
4. Orion mở nắp khoang bảo vệ dù
Hệ thống dù của Orion phải được bảo vệ khi con tàu vượt qua giai đoạn tái nhập bầu khí quyển tồi tệ nhất, nhưng khi đến gần mặt đất hơn, chúng phải bật ra một cách hiệu quả. Để làm như vậy, tàu vũ trụ triển khai một nắp khoang phía trước làm bằng titan, vừa nhẹ vừa cực kỳ chắc chắn.
"Dù không được chế tạo để chịu được nhiệt độ 2.800 độ C khi quay trở lại Trái Đất, vì vậy nắp khoang phía trước bảo vệ chúng cho đến đúng thời điểm."
5. Orion mở dù phụ
Orion có một số giai đoạn bung dù để làm chậm tàu vũ trụ. Hai chiếc dù phụ sẽ được bung ra ở độ cao 7.600 m nhằm mục đích làm chậm tốc độ của Orion xuống khoảng 160 km/h.
"Dù phụ được sử dụng để làm chậm và ổn định tàu vũ trụ trong quá trình hạ cánh và thiết lập các điều kiện thích hợp để triển khai dù chính", NASA viết.
Những chiếc dù này được làm bằng vật liệu lai Kevlar/Nylon và có khối lượng khoảng 36 kg mỗi chiếc. Khi được thổi căng, mỗi chiếc sẽ dài 30 m tính từ đỉnh đến phần gắn vào tàu vũ trụ.
6. Orion triển khai dù hoa tiêu
Sau khi hoàn thành nhiệm vụ, hai chiếc dù phụ của Orion sẽ bị cắt bỏ, cho phép ba chiếc dù hoa tiêu triển khai. Những chiếc dù này có khối lượng khoảng 5 kg mỗi chiếc và cũng được làm bằng vật liệu lai Kevlar/Nylon.
Ba dù hoa tiêu sẽ bung ra khi Orion ở độ cao khoảng 2.900 m so với mặt biển và di chuyển với tốc độ 130 m/s.
NASA cho biết việc triển khai nhảy dù hoa tiêu yêu cầu rất nhiều công nghệ, bao gồm cả công nghệ vải dù, "súng cối giống như súng thần công" để bắn nhiều loạt dù vào đúng thời điểm và ngòi nổ để bung dù một cách cẩn thận và nhanh chóng.
7. Orion triển khai dù chính
Bộ dù cuối cùng trong số 11 chiếc dù của Orion là ba chiếc dù chính. Với sự hỗ trợ từ những chiếc dù hoa tiêu, ba dù chính được triển khai và làm chậm Orion xuống chỉ còn 32 km/h. Mỗi chiếc dù chính dài khoảng 80 m tính từ đỉnh đến phần gắn vào.
"Hệ thống dù của Orion được thiết kế để tính đến sự an toàn của phi hành đoàn: nó có thể chịu được sự cố của dù phụ hoặc dù chính và đảm bảo hạ cánh an toàn trong trường hợp khẩn cấp", NASA cho biết.
8. Orion đáp xuống Thái Bình Dương
Nếu tất cả dù hoạt động theo kế hoạch, Orion sau đó sẽ lao xuống bờ biển San Diego lúc 12h40 ngày 11/12 theo giờ chuẩn miền đông Bắc Mỹ, tức 0h40 ngày 12/12 theo giờ Hà Nội. Hải quân Mỹ và một đội thu hồi hệ thống mặt đất từ Trung tâm vũ trụ Kennedy của NASA sẽ hợp tác để đưa tàu vũ trụ vào bờ. Con tàu chính được giao nhiệm vụ thu hồi Orion là USS Portland.
"Trước khi tàu rơi xuống nước, nhóm thu hồi sẽ ra khơi trên một con tàu của Hải quân Mỹ. Theo chỉ đạo của NASA, các thợ lặn của Hải quân và thành viên khác trong đội trên một số thuyền bơm hơi sẽ được phép tiếp cận Orion," NASA nói thêm. "Sau đó, các thợ lặn sẽ gắn một dây cáp vào tàu vũ trụ và kéo nó bằng tời vào một giá đỡ bên trong con tàu, nơi nhân viên sẽ làm việc để thu hồi nắp khoang phía trước và ba chiếc dù chính của Orion".
Đoàn Dương (Theo Space)
- Tàu Mặt Trăng của NASA bắt đầu trở về Trái Đất
- Tàu NASA lập kỷ lục bay xa từ Trái Đất