[비즈한국] Nhìn lại lịch sử phát triển tên lửa, ta có thể thấy một điểm chung kỳ lạ. Những ý tưởng mang tính quyết định đưa nhân loại vào vũ trụ không phải lúc nào cũng được sinh ra từ trung tâm của các thể chế chính thống. Thay vào đó, lịch sử tên lửa thường được thúc đẩy bởi những kẻ lập dị, những người bên lề, và những người dám mơ về vũ trụ quá sớm.
Một trong những cá nhân đang tiếp nối truyền thống đó một cách thú vị nhất hiện nay chính là Peter Beck, người đứng đầu Rocket Lab.
Peter Beck không học đại học. Anh cũng không phải là một nhà khoa học tên lửa từng gây dựng sự nghiệp tại các tập đoàn hàng không vũ trụ truyền thống như NASA, Boeing hay Lockheed Martin. Anh từng là một kỹ sư cơ khí chính xác tại New Zealand, nơi anh chế tạo máy rửa bát và các thiết bị công nghiệp. Ban ngày làm việc ở nhà máy, ban đêm anh tự tay cắt gọt linh kiện tên lửa, thử nghiệm, làm nổ tung, rồi lại chế tạo lại từ đầu. Có thể nói, anh là một người tự học tên lửa đúng nghĩa.
Thú vị thay, lịch sử tên lửa vốn dĩ luôn đầy rẫy những con người như vậy. Konstantin Tsiolkovsky, người đặt nền móng cho các phương trình tên lửa ngày nay, cũng từng như vậy, và Hermann Oberth của Đức cũng không khác biệt. Vào thời điểm đó, họ đều bị coi là những kẻ lập dị đi trước thời đại quá xa, nhưng cuối cùng, khi thời gian trôi qua, những tưởng tượng của họ đã trở thành hiện thực.
Ngày nay, Elon Musk của SpaceX và Jeff Bezos của Blue Origin, những cái tên đại diện cho kỷ nguyên New Space, cũng tiếp nối dòng dõi của những kẻ mộng mơ vũ trụ này. Tuy nhiên, Peter Beck lại có chút khác biệt. Beck không bắt đầu với nguồn vốn của một tỷ phú. Anh cũng không có mạng lưới quan hệ ở Thung lũng Silicon. Anh là một người hâm mộ cuồng nhiệt không gian đúng nghĩa, người từng lắp bộ tăng áp vào chiếc Mini Cooper của gia đình và chế tạo cả xe đạp đẩy bằng động cơ tên lửa để giải trí.
Rocket Lab không bắt đầu với những tên lửa khổng lồ như SpaceX. Thay vào đó, họ nhắm vào những vấn đề rất cụ thể: đưa các vệ tinh nhỏ lên quỹ đạo mong muốn vào thời điểm mong muốn. Tên lửa ra đời từ lời giải đó chính là ‘Electron’.
Thoạt nhìn, Electron có vẻ khá đơn giản. Đó là một tên lửa nhỏ và mảnh khảnh với chiều cao khoảng 18m. Nó không phải là loại tên lửa lớn có khả năng đưa hàng chục tấn hàng hóa lên quỹ đạo tầm thấp như Falcon 9. Thay vào đó, nó chuyên dụng để đưa các tải trọng cỡ nhỏ, nặng hàng trăm kg vào quỹ đạo một cách chính xác.
Đây chính là chiến lược của Rocket Lab. Trong khi SpaceX tiến quân vào các thị trường khổng lồ như vệ tinh lớn, tàu vũ trụ có người lái, các hợp đồng chính phủ lớn và dự án Starlink, thì Rocket Lab lại nhắm vào khoảng trống thị trường phóng chuyên biệt cho các vệ tinh nhỏ.
Đối với khách hàng vận hành vệ tinh nhỏ, không phải chi phí là điều duy nhất quan trọng. Hiện nay, các tên lửa lớn có thể chở nhiều vệ tinh cùng lúc để giảm chi phí. Tuy nhiên, lịch trình phóng và quyền chọn quỹ đạo lại bị hạn chế vì phải phụ thuộc vào lịch trình và điểm đến của tải trọng chính. Electron đã thâm nhập vào khoảng trống này, cho phép các khách hàng vệ tinh nhỏ có thể tự lựa chọn lịch trình phóng và quỹ đạo của riêng mình.
Công nghệ độc đáo nhất của Electron chính là động cơ Rutherford. Rutherford được biết đến là động cơ tên lửa sử dụng bơm điện đầu tiên trên thế giới cho tên lửa đẩy quỹ đạo. Các động cơ tên lửa sử dụng nhiên liệu lỏng truyền thống thường dùng máy tạo khí hoặc chu trình đốt theo giai đoạn để xoay tua-bin bơm. Họ đốt nhiên liệu trong buồng đốt nhỏ để xoay tua-bin, từ đó tua-bin làm xoay bơm để nén nhiên liệu và chất oxy hóa ở áp suất cao.
Tuy nhiên, Rutherford đã thay thế bộ truyền động phức tạp này bằng động cơ điện và pin. Cấu trúc nhờ đó trở nên đơn giản hơn nhiều, dễ điều khiển hơn và giảm bớt độ khó trong phát triển. Ngoài ra, họ còn tích cực sử dụng công nghệ in 3D để sản xuất nhanh các linh kiện cốt lõi như buồng đốt, máy bơm và van. Đây là một chiến lược rất hợp lý đối với tên lửa cỡ nhỏ.
Dù vậy, phương pháp này rõ ràng có giới hạn. Mật độ năng lượng của pin thấp hơn so với chất đẩy hóa học. Khi tên lửa càng lớn, lượng điện năng cần thiết để vận hành máy bơm càng tăng vọt, kéo theo khối lượng pin cũng tăng theo. Do đó, động cơ sử dụng bơm điện là một sự đổi mới đối với các tên lửa đẩy cỡ nhỏ như Electron, nhưng rất khó để mở rộng lên tên lửa lớn.
Tại đây, sự khác biệt với SpaceX trở nên rõ rệt. Falcon 9 ngay từ đầu đã phát triển với mục tiêu hạ cánh thẳng đứng và tái sử dụng. Nó tái khởi động động cơ, kiểm soát tư thế bằng cánh lưới (grid fins), và bung chân hạ cánh xuống tàu không người lái hoặc bãi đáp trên mặt đất. Ngược lại, Electron quá nhỏ nên khó áp dụng cách này. Ngay khi nạp thêm nhiên liệu và thiết bị cần thiết cho việc hạ cánh vào một tên lửa nhỏ, khả năng mang theo tải trọng ban đầu sẽ giảm đi đáng kể. Từng có ý tưởng bắt tên lửa bằng trực thăng trên không, nhưng cuối cùng đã thất bại.
Vì vậy, Rocket Lab giờ đây đã bắt tay vào một thử thách lớn hơn. Nhân vật chính đó chính là Neutron.
Theo kế hoạch, Neutron là tên lửa tái sử dụng cao khoảng 43m, có thể đưa tải trọng khoảng 13 tấn lên quỹ đạo tầm thấp. Thị trường này hiện đã bị Falcon 9 của SpaceX thống trị. Do đó, Neutron không đơn thuần chỉ là một tên lửa mới, mà là bài kiểm tra quyết định xem Rocket Lab có thể bước chân vào thị trường phóng lớn một cách chính thức hay không.
Động cơ của Neutron là Archimedes. Đây không đơn thuần là phiên bản phóng to của động cơ bơm điện Rutherford trên Electron. Archimedes là động cơ thế hệ mới sử dụng oxy lỏng và methane lỏng. Methane cháy sạch hơn so với dầu hỏa. Nếu sử dụng RP-1 như động cơ Merlin trên Falcon 9, muội than và cặn dư dễ tích tụ, đòi hỏi việc vệ sinh và kiểm tra kỹ lưỡng trong quá trình tái sử dụng. Ngược lại, động cơ methane ít gây ô nhiễm hơn, cho phép tái sử dụng nhanh chóng. Đây cũng là lý do vì sao động cơ Raptor của Starship, BE-4 của New Glenn và Archimedes của Neutron đều hướng tới dòng methane.
Tuy nhiên, quá trình phát triển Neutron không hề suôn sẻ. Ban đầu, chuyến bay đầu tiên được đặt mục tiêu vào năm 2025, nhưng hiện đã bị đẩy lùi sang sau năm 2026. Việc phát triển đồng thời cấu trúc composite carbon lớn, động cơ mới, vỏ che tải (fairing) mới và hệ thống thu hồi mới chưa bao giờ là điều dễ dàng. Liệu sự kiên trì của Rocket Lab có dẫn đến đổi mới hay trở thành gánh nặng kỹ thuật quá lớn hay không thì vẫn cần thời gian kiểm chứng.
Vậy, Rocket Lab có thể đánh bại SpaceX không?
Triển vọng không đơn giản. Falcon 9 đã là tên lửa được kiểm chứng qua hàng trăm lần phóng và hạ cánh. Về tần suất phóng, kinh nghiệm tái sử dụng, cơ sở hạ tầng mặt đất và niềm tin của khách hàng, SpaceX đang chiếm ưu thế áp đảo. Tuy nhiên, Rocket Lab vẫn có cơ hội. Việc phóng vào vũ trụ trong tương lai sẽ ngày càng thường xuyên hơn. Chính phủ, doanh nghiệp, trường đại học, viện nghiên cứu và các công ty khởi nghiệp vệ tinh nhỏ đang xuất hiện ngày càng nhiều. Một mình SpaceX không thể đáp ứng hết nhu cầu này. Đặc biệt, thị trường muốn gửi những tải trọng tương đối nhỏ vào ngày mong muốn, quỹ đạo mong muốn vẫn rất quan trọng.
Nếu so sánh, tên lửa lớn của SpaceX giống như một chiếc xe buýt lớn hướng ra vũ trụ. Rẻ và mạnh mẽ, nhưng không đưa đón đúng thời gian và địa điểm mà cá nhân mong muốn. Ngược lại, Rocket Lab giống như một chiếc taxi vũ trụ. Tuy giá có thể đắt hơn, nhưng nó có thể đưa khách hàng đến chính xác điểm đến mà họ muốn.
Câu chuyện của Rocket Lab không kết thúc ở quỹ đạo thấp của Trái đất. Công ty này đã bắt đầu vươn tay sang thị trường thám hiểm hệ mặt trời.
Ví dụ điển hình là nhiệm vụ thám hiểm sao Hỏa ESCAPADE. Với tên gọi mang ý nghĩa "phiêu lưu" hoặc "nghịch ngợm", ESCAPADE là nhiệm vụ của NASA đưa hai tàu thăm dò có tên là Blue và Gold tới sao Hỏa để nghiên cứu cách gió mặt trời làm mất đi bầu khí quyển của hành tinh đỏ. Nơi chế tạo các tàu thăm dò này chính là Rocket Lab. Tuy nhiên, một điều trớ trêu là tên lửa phóng các tàu này không phải là của Rocket Lab mà là New Glenn của Blue Origin. Về phía Rocket Lab, có thể xem như họ đã gửi tàu thám hiểm sao Hỏa của mình trên tên lửa lớn của đối thủ cạnh tranh.
Điểm đến tiếp theo là sao Kim. Rocket Lab đang cùng các nhà nghiên cứu tại MIT chuẩn bị cho nhiệm vụ Venus Life Finder. Nhiệm vụ này là nỗ lực tìm kiếm các dấu vết hóa học có thể liên quan đến sự sống trong bầu khí quyển sao Kim. Bề mặt sao Kim cực kỳ nóng và áp suất rất cao, nhưng ở một số lớp mây, xét về nhiệt độ và áp suất, vẫn có những phân đoạn có thể thảo luận về khả năng tồn tại sự sống. Tàu thăm dò sẽ đi vào bầu khí quyển sao Kim và phân tích các thành phần hóa học trong khoảng 5 phút khi xuyên qua lớp mây.
Cách tiếp cận này rất đậm chất Rocket Lab. Các nhiệm vụ thám hiểm hành tinh truyền thống thường được tiến hành dưới dạng các nhiệm vụ lớn với quy mô hàng nghìn tỷ won và thời gian phát triển kéo dài hơn 10 năm. Ngược lại, Rocket Lab cố gắng trả lời các câu hỏi khoa học cụ thể bằng những tàu thăm dò nhỏ và nhanh. Không nhất thiết mọi nhiệm vụ thám hiểm hành tinh đều phải là các "siêu dự án" khổng lồ. Nếu nhắm mục tiêu vào một độ cao cụ thể, thời điểm cụ thể và thành phần cụ thể, thì các tàu thăm dò nhỏ cũng có thể trở thành những công cụ khoa học sắc bén.
Việc thu hồi mẫu vật sao Hỏa cũng có thể được nhìn nhận theo cùng bối cảnh đó. Kế hoạch đưa mẫu vật sao Hỏa về Trái đất hiện tại của NASA đang gặp khủng hoảng lớn do vấn đề chi phí và lịch trình. Mặc dù tàu tự hành Perseverance đã thu thập được các mẫu quan trọng trên bề mặt sao Hỏa, nhưng việc đưa chúng về Trái đất đã trở nên khó khăn và đắt đỏ hơn nhiều so với dự đoán. Trong quá trình đó, Rocket Lab đã đề xuất các giải pháp thay thế đơn giản và rẻ hơn, khẳng định họ có thể thiết kế lại cấu trúc thu hồi mẫu vật sao Hỏa.
Có lẽ đây chính là phương pháp phù hợp nhất với con người mang tên Peter Beck. Anh không phải là người của trung tâm ngay từ đầu. Anh bắt đầu từ vùng biên địa lý New Zealand, vùng biên thể chế nằm ngoài đại học, và vùng biên công nghiệp nằm ngoài thị trường tên lửa lớn. Thế nhưng, như lịch sử tên lửa đã chứng minh, đôi khi những sự đổi mới mới mẻ lại nở rộ từ chính những vùng biên đó.
Giống như Tsiolkovsky từng viết ra phương trình du hành vũ trụ từ một ngôi làng nhỏ, và Goddard đã phóng tên lửa nhiên liệu lỏng bất chấp những lời chế giễu, Rocket Lab của Peter Beck cũng đang tạo ra con đường mới hướng tới hệ mặt trời từ một nơi không phải trung tâm thế giới.
Liệu Rocket Lab có thể cạnh tranh với SpaceX hay không thì vẫn chưa biết được. Có lẽ chính câu hỏi đó đã sai. Giá trị thực sự của Rocket Lab có thể không nằm ở việc cướp lấy ngai vàng của ai đó. Thay vào đó, nó có thể nằm ở việc mở đường cho nhiều nhà khoa học hơn, nhiều cơ quan nhỏ hơn và nhiều nhiệm vụ nhanh hơn có thể tiến ra vũ trụ.
Tác giả Ji Woong-bae là ai? Anh yêu mèo và vũ trụ. Khi còn nhỏ, sau khi xem ‘Galaxy Express 999’, anh đã nuôi dưỡng ước mơ lan tỏa vẻ đẹp của vũ trụ. Hiện anh là Giáo sư trợ lý tại Khoa Tự do của Đại học Sejong, đồng thời tham gia các hoạt động truyền thông khoa học đa dạng như giảng dạy và viết sách. Anh đã viết các cuốn sách như ‘Về sự vô dụng của nhà thiên văn học’, ‘Chúng ta đều sinh ra là nhà thiên văn học’, ‘Những câu hỏi kỳ lạ nảy ra khi nhìn vào vũ trụ’, và dịch các tác phẩm như ‘Làm thế nào tôi giết chết sao Diêm Vương’, ‘Quantum Life’, ‘UFO’.