Có thể bay lên vũ trụ bằng sân bay thường?

Những dự án vũ trụ hiện rất tốn kém. Chỉ riêng việc đưa 1 kg lên quỹ đạo đã mất từ 7.000 đến 20.000 USD, chi phí cho tên lửa phóng chiếm 30% trở lên, vì thế các chuyên gia đang tìm cách làm giảm chi phí cho những chuyến bay vào vũ trụ.

Theo chuyên gia hàng đầu của NASA Stan Starr, công nghệ tên lửa cổ điển đã quá lạc hậu về nhiều mặt. Ông và các đồng nghiệp đã tính rằng giá thành cao nhất để đưa 1 kg lên vũ trụ có khả năng không vượt quá 700 USD. Mặc dù vậy, nếu thực hiện một chuyến bay lên Mặt trăng và sao Hoả thì để bảo đảm những hoạt động sống cho những nhà du hành cần phải chở theo hàng nghìn tấn nhiên liệu, dụng cụ, quần áo, lương thực thuốc men… và không thể nào tính toán được chi phí.

Tên lửa không đủ công suất để chuyên chở một khối lượng lớn đến vậy. Ngoài ra cho tới nay tỷ lệ tên lửa bị trục trặc khi phóng tương đối lớn và chưa có phương án thay thế.

Ưu điểm lớn nhất của Skylon là có thể cất cánh từ đường băng của sân bay thường

Đã hơn 10 năm nay, các kỹ sư của NASA vẫn kiên trì tìm kiếm những hệ thống mới về nguyên tắc để đưa các vật thể lên quỹ đạo. Họ đang triển khai một dự án mang tên eLaunch Hypersonic Launch Vehicles (EHLV). Thành phần chính trong dự án này là một bệ phóng điện từ dài 3 km đặt trên mặt đất và những con tàu vũ trụ con thoi có người lái, sử dụng nhiều lần, có trang bị các động cơ phản lực siêu-siêu âm (hypersonic). Hệ thống này có thể đạt tốc độ tới 12.500 km/giờ và nhiệm vụ của nó là đưa những mô-đun vận chuyển tự động lên giới hạn của tầng bình lưu (stratosphere). Nếu cần các giàn tạo đà có thể trang bị thêm những máy gia tốc phụ dùng nhiên liệu rắn.

Người ta dự kiến là khi lên đến chiều cao 65 kilomet, mô-đun vận chuyển sẽ tách khỏi tàu con thoi, sau đó nhờ các động cơ tên lửa gọn nhẹ sẽ ráp nối với những trạm chờ sẵn trên vũ trụ. Mỗi ngày có thể tổ chức đến hàng chục chuyến bay. Giá thành đưa 1 kilogam tải trọng lên vũ trụ chỉ tốn 700 đến 1.000 USD.
 
Vấn đề này con có thể giải quyết bằng các thiết bị bay siêu-siêu âm. Từ năm 1982, kỹ sư Alan Bond làm việc tại Cục năng lượng nguyên tử Anh đã đang ký bản quyền về động cơ tên lửa chất lỏng thông qua dự án HOTOL cuả Anh. Cái mới là ở chỗ, động cơ có thể “thở” không khí trong khí quyển và sau khi vượt một giới hạn về độ cao sẽ chuyển sang sử dụng nhiên liệu là oxi và hydro lỏng mang theo.

Nhờ vậy có thể giảm khối lượng bay từ 500 xuống còn 250 tấn mà vẫn bảo đảm được trọng tải hữu ích từ 7 đến 10 tấn. Để phục vụ cho phương án này phải chế tạo các máy bay phản lực quỹ đạo, không cần thiết bị khởi động để cất cánh và tên lửa chuyên chở nên có thể tiết kiệm được hàng chục tỷ USD.

Cái gọi là “Dự án RN545” từng được Bộ Quốc phòng Anh coi là dự án mang tính chiến lược và tuyệt mật đã bị hoãn đi hoãn lại rồi xếp xó. Năm 1989, Bond và những người bạn cùng chí hướng đã dựa vào công ty Reaction Engines tiếp tục nghiên cứu và đổi tên từ “dự án RB545" thành SABRE (Synergic Air Breathing Engine). Đầu năm 2009, Cục vũ trụ châu Âu (EKA) đã trích 2 triệu đôla tài trợ cho công ty của Bond để triển khai, nhưng vấn đề là có được tài trợ tiếp ở những giai đoạn sau nữa hay không.

Người ta cho rằng đến năm 2020 mới có những kết quả thử nghiệm đầu tiên dự án máy bay quỹ đạo Skylon là chiếc máy bay phản lực 275 tấn không người lái chuyên vận chuyển hành khách, được trang bị 2 động cơ SABRE, mỗi động cơ nặng 9,5 tấn. Những tên lửa mang truyền thống trong tương lai sẽ nhẹ hơn nhiều, có thể đưa lên quỹ đạo những khối lượng 12 tấn. Ưu điểm lớn nhất của Skylon là có thể cất cánh từ đường băng của sân bay thường và trong trường hợp khẩn cấp có thể hạ cánh xuống bất cứ khoảng đất bằng phẳng nào.  

Theo người đứng đầu dự án là Alan Bond, giá của một thiết bị đầu tiên lên tới 1 tỷ USD. Một máy bay kiểu này có thể hoàn thành được không dưới 250 chuyến bay. Nếu dự án trở thành hiện thực thì nó có thể “giáng một đòn mạnh” vào thị trường vũ trụ, kéo giá thành một chuyến bay lên quỹ đạo xuống chỉ còn một nửa, nghĩa là không phải 200.000 USD nữa, mà chỉ còn 100.000 USD. Tất nhiên, con số đó vẫn quá cao đối với nhiều người nhưng xin nhớ, nó chỉ là bước đầu.