Vì sao sứ mệnh đáp xuống Mặt trăng lại khó thực hiện?

Odysseus phải giảm vận tốc từ 6.500 km/giờ để đáp nhẹ nhàng lên khu vực gần cực nam Mặt trăng vào khoảng 4 giờ 24 chiều 22.2 (giờ Mỹ). Trụ sở Intuitive Machines đã nhận được tín hiệu từ tàu đổ bộ.

Trước Odysseus, tàu Luna 25 của Nga và tàu Hakuto-R của Nhật Bản đều thất bại. Hơn một nửa số nỗ lực đáp xuống Mặt trăng trong gần 60 năm qua không thành công.

Luna 9 của Liên Xô là tàu đổ bộ đầu tiên có thể thực hiện việc hạ cánh có kiểm soát vào tháng 2.1966. Bốn tháng sau Mỹ nối gót với tàu Surveyor 1. Kể từ đó đến nay chỉ có thêm Trung Quốc, Ấn Độ, Nhật Bản đạt được cột mốc quan trọng này.

Hiện tại Mỹ vẫn là quốc gia duy nhất đưa con người lên Mặt trăng bằng sứ mệnh gần đây nhất là Apollo 17 vào năm 1972. Hơn 50 năm qua họ chưa từng thực hiện lại (cả tàu có người lẫn không người). Tháng 1 năm nay công ty tư nhân Astrobotic Technology từng hy vọng làm nên lịch sử, nhưng nỗ lực phải hủy bỏ ngay phút cuối vì lỗi rò rỉ nhiên liệu, tàu Peregrine bốc cháy ở tầng khí quyển.

Theo Giám đốc Viện Chính sách vũ trụ (Đại học George Washington) Scott Pace: “Chúng ta đang học cách làm điều mà ta không làm trong thời gian dài. Lên Mặt trăng không phải việc của chỉ một phi hành gia dũng cảm hay xuất chúng, mà của toàn bộ tổ chức cần được sắp xếp, đào tạo và trang bị. Về cơ bản những gì chúng ta đang làm là tái xây dựng kiến thức chuyên môn có được lúc thực hiện sứ mệnh Apollo nhưng bị mất đi suốt 50 năm qua”.

Tuy nhiên vấn đề không chỉ nằm ở kỹ thuật. Trở ngại lớn đến từ tài chính.

Đổ bộ Mặt trăng với chi phí ít hơn

Lúc thực hiện sứ mệnh Apollo, Cơ quan Hàng không - Vũ trụ Mỹ (NASA) nhận được hơn 4% tổng ngân sách chi tiêu của chính phủ. Ngày nay tỷ lệ này chỉ còn 0,4% dù họ đang triển khai chương trình Artemis đưa người lên Mặt trăng lần nữa.

“Từng có hàng trăm nghìn người làm việc cho sứ mệnh Apollo. Thời điểm đó chương trình tiêu tốn 100 tỉ USD, nếu tính theo thời giá hiện nay thì khoảng hàng nghìn tỉ USD. Chẳng thứ gì có thể so sánh được”, theo học giả Greg Autry (Đại học bang Arizona).

Loạt nỗ lực đổ bộ Mặt trăng ở thế kỷ 21 muốn đạt mục tiêu tương tự nhưng với chi phí ít hơn. Tháng 8 năm ngoái, Bộ trưởng Khoa học - Công nghệ Ấn Độ Jitendra Singh cho biết sứ mệnh phóng tàu Chandrayaan-3 tiêu tốn khoảng 72 triệu USD.

Tại Mỹ, NASA cố gắng giảm chi phí bằng cách giao công tác thiết kế tàu đổ bộ cho công ty tư nhân, thu hút hàng loạt đơn vị như Astrobotic Technology và Intuitive Machines tham gia.

Chủ tịch kiêm giám đốc điều hành Intuitive Machines Steve Altemus tuyên bố: “Chúng ta sẽ tiến xa hơn Trạm vũ trụ quốc tế (ISS) hàng nghìn lần. Và trên hết chúng ta đạt mục tiêu chỉ với 100 triệu USD thay vì hàng tỉ USD như trong quá khứ”.

Vì sao không thể lặp lại sứ mệnh Apollo?

Ý tưởng tái tạo tàu đổ bộ dùng cho sứ mệnh Apollo hoàn toàn phi thực tế. Hầu hết công nghệ được dùng lúc đó đều đã “về hưu” nhờ tiến bộ vượt bậc ở lĩnh vực máy tính lẫn khoa học vật liệu suốt nửa thế kỷ qua.

Ngày nay từng bộ phận của tàu phải được sản xuất bởi chuỗi cung ứng hiện đại hoặc được thiết kế rồi sản xuất mới. Mọi cảm biến, linh kiện điện tử cần trải qua gia cố để chịu được điều kiện khắc nghiệt ngoài không gian.

Thách thức cũ

Bất chấp công nghệ tiến bộ vượt bậc, loạt thách thức cơ bản khi muốn đáp xuống Mặt trăng vẫn không thay đổi. Đầu tiên là khoảng cách lên đến 402.000km, nếu di chuyển với vận tốc 97 km/giờ không đổi thì mất 5 tháng mới đến nơi.

Khoảng cách xa dẫn đến khó đảm bảo độ chính xác. Giám đốc Pace ví von: “Sứ mệnh giống như đánh một quả bóng gôn ở New York vào một lỗ ở Los Angeles vậy”.

Thách thức nữa là bề mặt Mặt trăng đầy núi lửa ngừng hoạt động cùng miệng hố sâu, do đó chẳng dễ tìm được bề mặt bằng phẳng để hạ cánh.

Học giả Autry cho biết: “Apollo 11 chắc chắc vỡ tan nếu đáp xuống địa điểm dự định ban đầu. Phi hành gia Neil Armstrong đã quan sát rồi điều khiển tàu vượt qua bãi đá, miệng núi lửa thực hiện hạ cánh khi chỉ còn vừa đủ nhiên liệu”.

Nếu không có con người ngồi bên trong điều khiển, tàu đổ bộ ngày nay sẽ sử dụng camera, máy tính, cảm biến trang bị phần mềm và trí tuệ nhân tạo (AI) tìm điểm hạ cánh an toàn. Tuy nhiên quá trình thu nhận tín hiệu cần khoảng vài giây, đủ để xảy ra sai sót.