Những cải tiến vượt trội của siêu tên lửa Starship V3

Theo Space, SpaceX dự kiến phóng phiên bản mới nhất của tên lửa siêu tải trọng Starship V3 vào ngày 19/5. Đây là phương tiện phóng lớn và mạnh nhất từng được chế tạo, hứa hẹn tác động lớn tới ngành hàng không vũ trụ thương mại nếu thành công. Trước buổi phóng, SpaceX tiết lộ một số chi tiết mới về các nâng cấp quan trọng trên Starship V3, tạo nên khác biệt chủ chốt với hai phiên bản trước đó là V1 và V2.

Tăng tải trọng

Tầng đẩy Super Heavy của V3 trang bị 33 động cơ Raptor 3, dự kiến cung cấp lực đẩy khoảng 8,2 triệu kg khi cất cánh, mạnh hơn gần 10% so với các thế hệ tầng đẩy Super Heavy trước đó. Tàu Ship, tầng trên của V3, sử dụng 6 động cơ Raptor 3, tạo ra lực đẩy hơn 1,5 triệu kg.

Theo Gizmodo, với thiết kế trên, tải trọng của Starship V3 lớn hơn hẳn, có thể chở 100 tấn hàng lên quỹ đạo thấp của Trái Đất, vượt xa mức 35 tấn của Starship V2, giúp giảm số lần phóng cần thiết cho các nhiệm vụ lớn. Với V3, SpaceX và đối tác có thể vận chuyển vệ tinh lớn hơn, module trạm vũ trụ, tàu đổ bộ Mặt Trăng và nhiều hàng hóa nặng khác lên quỹ đạo. Khả năng mang nhiều khối lượng hơn trong mỗi chuyến bay có thể giảm dần chi phí phóng, mở ra cơ hội tiến hành những nhiệm vụ quá đắt đỏ hiện nay.

SpaceX tiến hành một số nâng cấp cho tầng đẩy để hỗ trợ tăng lực đẩy và hiệu suất tổng thể như thiết kế lại ống chuyển nhiên liệu của Super Heavy V3 để đánh lửa động cơ đồng thời nhanh hơn khi phóng và hạ cánh. Công ty cũng sửa đổi phần đuôi tên lửa (nơi gắn động cơ) để chống nóng tốt hơn và tích hợp các hệ thống chuyển nhiên liệu, điện và máy tính chặt chẽ hơn.

SpaceX kỳ vọng phóng hàng nghìn tên lửa Starship mỗi năm thông qua kết hợp tái sử dụng nhanh, tăng đáng kể tải trọng và một số thiết kế của V3 hướng đến mục tiêu đó.

Super Heavy V3 trang bị hệ thống tách tầng nóng tích hợp thay thế cho cấu trúc bảo vệ liên tầng dùng một lần ở các phiên bản trước. Để tách tầng, Starship sử dụng thao tác tách tầng nóng, động cơ ở tầng trên khai hỏa trước khi động cơ tầng đẩy tắt hoàn toàn. Thay vì dựa vào cấu trúc dùng một lần để bảo vệ tầng đẩy trước lực nổ của động cơ tầng trên, hệ thống tách tầng hiện nay được gắn thẳng vào tầng đẩy, giúp giảm số bộ phận bị mất sau nhiệm vụ và nhu cầu sửa chữa sau chuyến bay.

SpaceX chỉnh sửa vây lưới của tầng đẩy V3 để tối ưu hóa khả năng tái sử dụng. Theo Orbital Today, tầng đầu tiên sẽ có 3 vây thay vì 4, mỗi vây lớn hơn 50% và mạnh hơn đáng kể. Cấu trúc dạng lưới này góp phần điều khiển Super Heavy trở lại Trái Đất chính xác để thu hồi bằng “đũa gắp” cho phép SpaceX sử dụng lại một tầng đẩy nhiều lần.

Ở tầng trên của Starship V3, SpaceX tiến hành một số thay đổi thiết kế hỗ trợ tái sử dụng nhanh bằng cách đơn giản hóa hệ thống, giảm bộ phận lộ ra ngoài và tối ưu hóa cách phương tiện xử lý nhiên liệu, nhiệt và điều khiển trong chuyến bay. Những nâng cấp này giúp giảm nguy cơ hỏng hóc, rút ngắn thời gian quay vòng giữa các nhiệm vụ.

Theo SpaceX, cả tàu Ship và tầng đẩy Super Heavy đều có thiết bị điện tử tiên tiến được thiết kế để đạt tỷ lệ bay cao, tái sử dụng hoàn toàn và tăng độ tin cậy. Cốt lõi của hai tầng này là 60 đơn vị điện tử tùy chỉnh, tích hợp pin, biến tần và phân phối điện áp cao theo từng gói riêng lẻ, cung cấp công suất tối đa 9 megawatt cho toàn bộ tên lửa.

Khả năng tiếp nhiên liệu trên quỹ đạo

SpaceX sẽ sử dụng tên lửa Starship V3 để thử nghiệm tiếp nhiên liệu trên quỹ đạo, thao tác quan trọng đối với các nhiệm vụ bay đến Mặt Trăng và điểm đến xa hơn mà chưa công ty hoặc cơ quan hàng không vũ trụ nào từng thực hiện trước đây. SpaceX cần chứng minh khả năng tiếp nhiên liệu trên quỹ đạo của Starship V3 trong thời gian tới vì NASA định sử dụng phiên bản sửa đổi của tầng trên tên lửa này làm tàu đổ bộ cho chương trình Artemis.

Starship V3 trang bị một loạt hệ thống giúp hai phương tiện Starship kết nối, chuyển và quản lý nhiên liệu an toàn trong không gian. Các kỹ sư đã thêm bốn dù kết nối vào mặt dưới tầng trên cùng với đầu nối để chuyển nhiên liệu đẩy giữa hai tàu.

Để giữ nhiên liệu đông lạnh ổn định trong quá trình chuyển, tên lửa có hệ thống chuyên dùng để quản lý tương tác nhiên liệu với động cơ trong chuyến bay dài giữa không gian. Cảm biến tần số vô tuyến mới cũng sẽ cung cấp kết quả đo chính xác mức nhiên liệu trong môi trường vi trọng lực để hỗ trợ tiếp nhiên liệu trên quỹ đạo. Việc đạt khả năng trên không chỉ mở đường cho khám phá không gian sâu mà còn giúp giảm chi phí phóng và kéo dài thời gian của nhiệm vụ.

An Khang tổng hợp