Loài người vẫn luôn mơ về những chuyến bay trong không gian từ thời cổ chí kim. Người Trung Hoa cổ đại đã dùng tên lửa để phục vụ mục đích tổ chức lễ hội và quân sự hàng thế kỷ trước, nhưng chỉ đến nửa sau của thế kỷ 20, tên lửa mới thực sự được phát triển đủ mạnh để chiến thắng sức hút của trọng lực và đạt được vận tốc chuyển động quanh quỹ đạo Trái Đất và vì vậy có thể mở ra kỷ nguyên khám phá không gian của loài người.

Như một thường lệ trong khoa học, những thực nghiệm đầu tiên về động cơ đẩy tên lửa được tiến hành đồng loạt vào đầu thế kỷ 20 bởi 3 nước tiên phong và 3 nhà khoa học chủ chốt: Ở Nga bởi Konstantin Tsiolkovski; Ở Mỹ có Robert Goddard; và ở Đức là Hermann Oberth.

Hình 1. Edwin Aldrin mặc bộ đồ phi hành gia A7L trên Mặt Trăng. Ảnh: Neil Armstrong - NASA.

Vào những năm 1930 và 1940, phát xít Đức Nazi thấy được tiềm năng của tên lửa đường dài vào việc phát triển vũ khí. Ở cuối thế chiến thứ Hai, London bị tấn công bởi tên lửa đạn đạo V2 có tầm bắn 200 dặm ở độ cao 60 dặm cong theo eo biển Manche bay với vận tốc 3500 dặm một giờ

Ngay sau thế chiến thứ Hai, Hoa Kỳ và Liên bang Xô Viết tiến hành chương trình khai thác tên lửa đầu tiên. Vào ngày mùng 4 tháng 10 năm 1957, Liên Xô phóng vệ tinh nhân tạo đầu tiên mang tên Sputnik 1 lên quỹ đạo. Bốn năm sau đó vào ngày 12 tháng 4 năm 1961, nhà phi hành gia người Nga Lt. Yuri Gagarin trở thành người đầu tiên bay vòng quanh Trái Đất trên con tàu vũ trụ mang tên Vostok 1. Chuyến bay của anh kéo dài 108 phút, ở độ cao 327 kilomet (khoảng 202 dặm).

Vệ tinh đầu tiên của Hoa Kỳ, Explorer 1, đã đi vào quỹ đạo vào ngày 31 tháng 1 năm 1958. Năm 1961 Alan Shepard trở thành người Mỹ đầu tiên bay vào không gian. Vào ngày 20 tháng 2 năm 1962, chuyến bay lịch sử của John Glenn đã khiến ông trở thành người Mỹ đầu tiên lên quỹ đạo Trái Đất.

"Một người đàn ông trên mặt trăng và quay trở về Trái Đất một cách an toàn trong vòng một thập kỉ" là một mục tiêu quốc gia do Tổng thống John F. Kennedy đưa ra năm 1961. Ngày 20 tháng 7 năm 1969, phi hành gia Neil Armstrong đã có “a giant step for mankind” (Tạm dịch: một bước tiến khổng lồ cho nhân loại) khi đặt bước chân đầu tiên lên mặt trăng. Kể sau đó, liên tiếp sáu nhiệm vụ của Apollo đã được thực hiện để khám phá mặt trăng trong suốt từ năm 1969 đến 1972.

Trong những năm 1960, phi thuyền không người lái đã chụp ảnh và thăm dò mặt trăng trước khi phi hành gia hạ cánh. Vào đầu thập niên 70, các vệ tinh truyền thông và điều hướng được chính thức đưa vào dân dụng, và tàu thám hiểm vũ trụ Mariner đã ghi lại bề mặt sao Hỏa. Vào cuối thập kỷ đó, tàu vũ trụ Voyager đã gửi lại liên tiếp các hình ảnh chi tiết về sao Mộc và sao Thổ, các vành đai của chúng và mặt trăng vây quanh.

Trạm không gian đầu tiên của Hoa Kỳ: Skylab là một điểm sáng của con người trong những năm 1970, và tương tự như dự án thử nghiệm Soyuz Apollo, sứ mệnh không gian hợp tác quốc tế đầu tiên trên thế giới của Liên Xô và Hoa Kỳ.

Trong những năm 1980, truyền thông vệ tinh đã mở rộng để thực hiện các chương trình truyền hình và người dân đã có thể thu tín hiệu vệ tinh trên các chảo anten tại nhà của họ. Các vệ tinh phát hiện thấy một lỗ thủng tầng ozone ở Nam Cực, xác định các vụ cháy rừng và gửi cho chúng ta các bức ảnh về thảm họa nhà máy điện hạt nhân ở Chernobyl năm 1986. Các vệ tinh thiên văn bắt đầu tìm thấy những ngôi sao mới và cho chúng ta cái nhìn đầu tiên về trung tâm thiên hà của chúng ta.

Hình 2. Phóng tàu con thoi, từ trái qua phải: Columbia, Challenger, Discovery, Atlantis, và Endeavour. Ảnh: NASA - Columbia (STS-107), Challenger (STS-51-B), Discovery (STS-124), Atlantis (STS-132), Endeavour (STS-118).

Vào tháng 4 năm 1981, sự ra mắt của tàu con thoi Columbia đã mở ra một kỷ nguyên mới cho thế hệ tàu con thoi có thể tái sử dụng nhằm phục vụ hầu hết các nhiệm vụ khai thác không gian trong cả dân dụng và quân sự. Hai mươi bốn chuyến bay đưa đón thành công đã đáp ứng được nhiều yêu cầu khoa học và quân sự, cho đến tháng 1 năm 1986, khi mà chiếc tàu con thoi Challenger đã nổ tung sau khi phóng, giết chết 7 thủy thủ đoàn.

Thảm họa Challenger đã khiến Mỹ phải xem xét lại chương trình khai thác không gian của mình. Mục đích mới là phải đảm bảo một hệ thống phóng thích hợp có sẵn khi một vệ tinh được lên kế hoạch bay. Ngày nay, điều này được thực hiện bằng cách sử dụng nhiều phương pháp khởi động và nhiều cơ sở phóng tên lửa vũ trụ sẵn có, và bằng cách thiết kế các hệ thống vệ tinh tương thích với nhiều hệ thống khởi động.

Chiến tranh vùng Vịnh đã chứng minh giá trị của vệ tinh trong các xung đột hiện đại. Trong cuộc chiến này các lực lượng đồng minh đã có thể sử dụng quyền kiểm soát "tầm cao" của không gian để đạt được một lợi thế quyết định. Các vệ tinh được sử dụng để cung cấp thông tin về sự hình thành và di chuyển của quân thù, cảnh báo sớm các cuộc tấn công tên lửa của địch và điều hướng chính xác trong địa hình sa mạc đặc trưng. Những ưu điểm của vệ tinh cho phép các lực lượng liên minh nhanh chóng đưa cuộc chiến đến một kết thúc, giữ mạng sống cho nhiều người.

Các hệ thống không gian sẽ ngày càng mở rộng tích hợp sâu vào từng lĩnh vực quốc phòng, giám sát thời tiết, truyền thông, chuyển hướng, hình ảnh và viễn thám đối với hóa chất, lửa và các thảm hoạ khác.

Hình 3. Trạm Vũ trụ Quốc tế ISS. Ảnh: NASA/Crew of STS-132.

Trạm không gian quốc tế là một phòng thí nghiệm nghiên cứu ở môi trường không trọng lực tại quỹ đạo thấp của trái đất. Với nhiều đối tác khác nhau góp phần thiết kế và xây dựng, phòng thí nghiệm “bay cao” này đã trở thành một biểu tượng của sự hợp tác trong việc thăm dò không gian, kể cả với các đối thủ cũ cũng sẽ làm việc cùng nhau.

Và trong khi phi thuyền không gian có thể sẽ tiếp tục thực hiện các sứ mệnh không gian quan trọng, đặc biệt là hỗ trợ Trạm Không gian Quốc tế, thảm họa Columbia năm 2003 đã một lần nữa báo hiệu sự cần thiết phải đẩy mạnh sự phát triển tính an toàn của nó. Các hệ thống phóng không gian trong tương lai sẽ được thiết kế để giảm chi phí và cải thiện tính an toàn và độ tin cậy. Trong khi đó hầu hết vệ tinh quân sự và khoa học của Hoa Kỳ sẽ được phóng lên quỹ đạo bởi một dòng các loại phương tiện phóng được thiết kế cho nhiều nhiệm vụ khác nhau. Nhiều quốc gia khác cũng sở hữu hệ thống phóng của riêng mình,và giờ đây đang có sự cạnh tranh mạnh mẽ trong thị trường phóng tàu vũ trụ thương mại để phát triển một thế hệ mới trong tương lai.

Nguồn: aerospace.org

Tham khảo

AeroSpace: A BRIEF HISTORY OF SPACE EXPLORATION

Author: Phạm Việt Dũng
Thành viên Hội thiên văn học Nghiệp dư Hà Nội - HAS; Sinh viên cử nhân Vũ trụ và Ứng dụng tại trường Đại học Khoa học và Công nghệ Hà Nội - USTH (2014 - 2017).

Bài viết xem nhiều