Tấm chắn nhiệt của chuyến bay Starship Flight 13 của SpaceX đối mặt với lo ngại về khả năng tái sử dụng

SpaceX đã phóng phương tiện Starship vào ngày thứ Sáu, cho thấy tiến độ hướng tới khả năng bay lên quỹ đạo và khả năng hạ cánh kiểu “bắt tháp” sớm nhất là trong chuyến bay tiếp theo. Dù bài thử nghiệm Flight 13 đã thành công, hệ thống bảo vệ nhiệt của tên lửa — khoảng 18.000 tấm gốm che chắn phần bụng trong lần tái nhập khí quyển — đang bị các chuyên gia soi xét, khi họ đặt câu hỏi liệu thiết kế hiện tại có thể đạt được khả năng tái sử dụng nhanh chóng với chi phí thấp hay không. Mối lo này vang lại cuộc vật lộn kéo dài nhiều thập kỷ của NASA với Hệ thống bảo vệ nhiệt dạng gạch của tàu con thoi Space Shuttle, vốn đòi hỏi các đợt kiểm tra sau chuyến bay rất tốn kém và khiến cơ quan này không thể đạt thời gian quay vòng nhanh.

Cựu kỹ sư NASA chỉ trích tấm che nhiệt dựa trên gạch của Starship

Dan Rasky, một cựu kỹ sư NASA từng nghiên cứu vật liệu hệ thống chắn nhiệt trong gần 4 thập kỷ tại Trung tâm Nghiên cứu Ames của NASA, cho biết rằng “Hệ thống bảo vệ nhiệt hiện tại của Starship là bế tắc cho mọi sứ mệnh cần tái sử dụng đầy đủ và nhanh chóng.” Rasky là đồng tác giả PICA, vật liệu được dùng cho tấm chắn nhiệt của Crew Dragon. NASA cũng từng đối mặt với vấn đề tương tự cách đây nửa thế kỷ trong quá trình phát triển Space Shuttle, dùng hàng nghìn tấm gốm nhẹ để cách nhiệt cho cấu trúc nhôm của phương tiện. Mặc dù các tấm này hoạt động khá tốt, cơ quan không bao giờ “bẻ khóa” được bài toán tái sử dụng nhanh, bởi mỗi tấm đều cần kiểm tra sau chuyến bay, khiến việc tái sử dụng các tàu quỹ đạo của Space Shuttle trở nên đắt đỏ và tốn thời gian.

Cấu trúc thép của Starship chịu được nhiệt độ cao hơn Space Shuttle

SpaceX có một số lợi thế so với thiết kế của Space Shuttle. Cấu trúc thép của Starship chịu nhiệt tốt hơn đáng kể, có thể chịu được nhiệt độ lên tới 800° Celsius tại những vị trí xảy ra hỏng hóc tấm. Một phần cháy xuyên có lẽ có thể được chấp nhận nhờ khả năng chịu nhiệt cao hơn này.

FAQ

SpaceX đã chứng minh điều gì với Starship Flight 13?
SpaceX đã phóng thành công Starship vào ngày thứ Sáu, cho thấy tiến độ hướng tới khả năng bay lên quỹ đạo và khả năng hạ cánh kiểu tower-catch sớm nhất là trong chuyến bay tiếp theo. Thử nghiệm Flight 13 cho thấy các bước quan trọng hướng tới việc hiện thực hóa lời hứa của tên lửa khổng lồ này.

Vì sao tấm che nhiệt của Starship là mối lo cho khả năng tái sử dụng?
Dan Rasky, một cựu kỹ sư NASA, cho biết hệ thống bảo vệ nhiệt hiện tại của Starship — khoảng 18.000 tấm gốm — là “bế tắc cho mọi sứ mệnh cần tái sử dụng đầy đủ và nhanh chóng.” Cách tiếp cận dựa trên tấm gạch cũng phản ánh những thách thức của NASA với Space Shuttle, khi các đợt kiểm tra tấm gạch sau chuyến bay khiến việc tái sử dụng nhanh trở nên đắt đỏ và tốn thời gian.

Cấu trúc của Starship khác gì so với Space Shuttle?
Cấu trúc thép của Starship có thể chịu được nhiệt độ lên tới 800° Celsius trong khi tấm bị hỏng, khiến nó chịu nhiệt tốt hơn nhiều so với cấu trúc nhôm của Space Shuttle. Khả năng chịu nhiệt cao hơn này đồng nghĩa rằng một phần cháy xuyên của tấm có lẽ có thể chấp nhận được.