SpaceX - trên lưỡi giáo, trên lưỡi dao
Đánh giá theo số lượt xem và bình luận về bài viết được xuất bản vào ngày 8 tháng 9 năm nay "Chuyến bay thành công của Starship-Super Heavy: Một thực tế mới sẽ thay đổi mọi thứ", sự quan tâm đến sự phát triển của ngành công nghiệp vũ trụ ở nước ta vẫn ở mức khá cao.
Tuy nhiên, cũng đúng là vẫn còn nhiều ý kiến trái chiều về sự phát triển của hướng đi này, đặc biệt, để đáp lại bài viết đã đề cập, Dmitry Verkhoturov đã xuất bản các bài viết Liệu cú nhảy cận quỹ đạo của Starship-Super Heavy có mở ra chân trời vũ trụ cho chúng ta không?? và Chi phí để bay trên tên lửa Falcon 9 là bao nhiêu?, trong đó hướng đi mà SpaceX đã chọn và những thành công mà công ty đạt được đang bị nghi ngờ, và triển vọng của công ty có vẻ xa vời.
Vâng, chúng ta hãy quay lại chủ đề này một lần nữa, vì quan điểm của tôi về vấn đề này là rõ ràng - bất kỳ ai kiểm soát được không gian sẽ kiểm soát được thế giới, và điều này có nghĩa là chúng ta không có quyền trở thành kẻ ngoài cuộc trong cuộc đua này.
Vượt qua khó khăn đến các vì sao
Hầu như tất cả lịch sử tạo ra có thể tái sử dụng tên lửa- tên lửa đẩy (LV) của SpaceX - đây là danh sách các lý do do những người hoài nghi đưa ra tại sao họ sẽ không thành công trong thành tựu này hay thành tựu kia, và quan điểm "bạn đang ở đây" khi đỉnh cao tiếp theo đã được chinh phục một lần nữa.
Tất nhiên, niềm đam mê đã lắng xuống một chút, và ngày càng khó để phủ nhận điều hiển nhiên, nhưng điều gì đã xảy ra ngay từ đầu...
Tôi nhớ khoảng 15 năm trước tôi đã đọc được một bài viết của một người nào đó "chuyên gia có kinh nghiệm trong lĩnh vực vũ trụ", người đã khẳng định rằng tên lửa Falcon của Elon Musk sẽ không hoạt động: tỷ lệ kích thước tầng không đúng, thân quá mỏng và sẽ vỡ khi hạ cánh, vân vân. Thật không may, lúc đó tôi đã không lưu bài viết đó, và giờ tôi không thể tìm thấy nó—nhiều khả năng là, "chuyên gia" Tôi chỉ xóa nó đi thôi.
Falcon-9 – nhiều người không tin rằng tên lửa này có thể bay, càng không tin rằng nó có thể tái sử dụng một phần.
Có rất nhiều "chuyên gia" như vậy - họ thậm chí còn chôn vùi các chuyến bay vũ trụ có người lái của Mỹ và toàn bộ ngành công nghiệp vũ trụ của họ nói chung, tự hỏi họ sẽ làm gì nếu không có động cơ tên lửa RD-180 của chúng ta - đặc biệt là những người "yêu nước tuabin" lại chế giễu về tấm bạt lò xo.
Cũng có hai ý kiến được chấp nhận rộng rãi: thứ nhất, Elon Musk đã đánh cắp mọi thứ, di sản của Liên Xô, từ Nga, và đó được cho là lý do tại sao ông đến đây, và thứ hai, hoạt động kinh doanh của SpaceX sẽ không thành công nếu không có sự hỗ trợ của chính phủ Hoa Kỳ.
Đúng, Elon Musk đã đến Nga để đàm phán, nhưng liệu có thành công không? Rõ ràng là không, nếu không thì tất cả các phương tiện truyền thông chính thức của Nga đã đưa tin rồi, nhưng họ vẫn im lặng vì đơn giản là họ chẳng có gì để "trình bày", ngay cả đối với thị trường trong nước.
Nếu thiết kế tên lửa của SpaceX có một số giải pháp kỹ thuật tương tự như những giải pháp được triển khai ở Liên Xô, thì điều đó hoàn toàn hợp lý. Việc nghiên cứu kinh nghiệm trước đây và chọn ra phương án tốt nhất là hoàn toàn bình thường. Không ai chỉ trích một công ty khởi nghiệp xe đạp vì không tự sản xuất xe đạp với bánh xe tam giác. Bản thân Elon Musk thừa nhận đã nghiên cứu kỹ lưỡng những thành công của ngành du hành vũ trụ Liên Xô/Nga và đánh giá cao những thành tựu của chúng ta.
Ai mà biết được, có lẽ các kỹ sư SpaceX đã lấy cảm hứng từ tên lửa mặt trăng N-1 của Liên Xô.
Nhân tiện, SpaceX có động cơ tên lửa riêng, cả trên tên lửa đẩy "ngựa thồ" Falcon-9 và trên hệ thống Starship-Super Heavy đang được phát triển, và trên hệ thống sau, chúng cũng khá mang tính cách mạng - một chu trình khép kín với quá trình khí hóa hoàn toàn các thành phần nhiên liệu, trên một cặp nhiên liệu "mêtan + oxy", và nhiên liệu được sử dụng ở trạng thái siêu lạnh để tăng mật độ.
Từ một bài viết của Dmitry Verkhoturov:
...Chuyện còn thú vị hơn nữa. "Tên lửa dầu hỏa" RD-191 của chúng tôi tạo ra lực đẩy 196 tf. Bốn trong số này đủ để đưa 24 tấn lên quỹ đạo Trái Đất thấp. Năm 2014, Raptor ban đầu được đồn đoán có lực đẩy từ 705 đến 840 tf, sau đó vào năm 2015, Musk hạ tiêu chuẩn xuống còn 230 tf, và năm 2019, chúng tôi được thông báo rằng đã đạt được 172 tf. Giờ đây, có vẻ như họ có ba phiên bản động cơ với lực đẩy từ 185 đến 280 tf. Rõ ràng là họ mạnh hơn chúng tôi.
Nhưng giờ chúng ta được biết rằng họ có một tên lửa đẩy với tổng lực đẩy là 1400 tf (với 32 động cơ, lực đẩy này chỉ đạt 42 tf cho mỗi động cơ), và theo các dữ liệu khác, thậm chí là 7680 tf, với tải trọng chỉ 16 tấn (ít hơn 10 lần so với cam kết!!), trong một vụ phóng "lịch sử" chỉ thực hiện một cú nhảy dưới quỹ đạo. Họ thậm chí còn bay trên đó làm gì?!
Tôi sẽ không tính toán lực đẩy cho cú nhảy như vậy ngay bây giờ, nhưng lực đẩy thực tế của sản phẩm Musk ít nhất cũng nhỏ hơn một bậc so với thông số kỹ thuật đã nêu...
Nhưng giờ chúng ta được biết rằng họ có một tên lửa đẩy với tổng lực đẩy là 1400 tf (với 32 động cơ, lực đẩy này chỉ đạt 42 tf cho mỗi động cơ), và theo các dữ liệu khác, thậm chí là 7680 tf, với tải trọng chỉ 16 tấn (ít hơn 10 lần so với cam kết!!), trong một vụ phóng "lịch sử" chỉ thực hiện một cú nhảy dưới quỹ đạo. Họ thậm chí còn bay trên đó làm gì?!
Tôi sẽ không tính toán lực đẩy cho cú nhảy như vậy ngay bây giờ, nhưng lực đẩy thực tế của sản phẩm Musk ít nhất cũng nhỏ hơn một bậc so với thông số kỹ thuật đã nêu...
Có lẽ là do động cơ không được sử dụng hết công suất, chính xác là để tăng tuổi thọ? Động cơ của chiếc xe nào sẽ bền hơn: chiếc được lái về nhà nghỉ dưỡng với tốc độ 60 km/h, hay chiếc được lái trên đường đua, không bao giờ vượt qua vạch đỏ của đồng hồ đo vòng tua máy?
Và rốt cuộc thì tên lửa này được cho là sẽ bay đến đâu trong chuyến bay thử nghiệm - thẳng đến Sao Hỏa? Máy bay thường chỉ bay vòng quanh các sân bay trong quá trình thử nghiệm, nhưng không ai nói rằng đó là do động cơ của chúng không đủ mạnh...
Tôi không thể tìm thấy một tài liệu rõ ràng nào có lời chỉ trích chính đáng về Raptor RD.
Về sự hỗ trợ của chính phủ, liệu có thể thực hiện các dự án quy mô này mà không có nó không? Và đó là loại hỗ trợ nào của chính phủ? Trợ cấp trực tiếp không hoàn lại? Cho vay ưu đãi? Hay chỉ đơn giản là lệnh phóng tải trọng?
Có điều gì đó mách bảo tôi rằng phần lớn là vế sau, và điều đó không có gì bất thường, như thể các nhà thầu khác không nhận được đơn đặt hàng và trợ cấp từ chính phủ Hoa Kỳ. Ngược lại, điều này đúng: do chi phí phóng tải trọng lên quỹ đạo thấp hơn, chính phủ Hoa Kỳ không giao toàn bộ đơn đặt hàng cho SpaceX, mà đang đa dạng hóa các vụ phóng, hỗ trợ các công ty khác nhau. Tuy nhiên, chúng ta sẽ quay lại vấn đề này bên dưới.
Trên lưỡi dao
Trong bài viết nêu trên của Dmitry Verkhoturov, chi phí ước tính để phóng một tải trọng vào quỹ đạo được xác định là 3.991,42 đô la.
Câu hỏi đặt ra là chi phí này được đánh giá như thế nào – được cho là không có gì đặc biệt, bởi vì dù sao thì chi phí thực sự của SpaceX cũng không thấp hơn nhiều so với giá trị thị trường, những nhà tư bản đáng nguyền rủa!
Để hiểu chính sách giá của SpaceX, cần phải xem xét một số yếu tố chính.
Yếu tố đầu tiên là giá của một sản phẩm hoặc dịch vụ luôn được xác định bởi ít nhất hai yếu tố: giá phải cao hơn giá thành nhưng thấp hơn giá của các sản phẩm hoặc dịch vụ tương tự do đối thủ cạnh tranh cung cấp. Một ngoại lệ có thể là trường hợp ai đó sẵn sàng bán sản phẩm với giá thấp hơn giá thị trường, sẵn sàng chịu lỗ để vượt qua tất cả các đối thủ cạnh tranh và chiếm lĩnh thị trường.
Nhân tiện, khách hàng không thực sự quan tâm đến việc có sử dụng phương tiện phóng hay không; điều này đáng quan tâm hơn đối với các công ty bảo hiểm và SpaceX không gặp vấn đề gì với họ, điều đó có nghĩa là họ đánh giá độ tin cậy của họ là khá tốt.
Vậy tại sao Elon Musk lại không thể độc quyền thị trường?
Bởi vì chính phủ Hoa Kỳ sẽ không thích điều đó. Luật chống độc quyền ở Hoa Kỳ khá hiệu quả—có ai còn nhớ Intel đã bị buộc phải chia sẻ quá trình phát triển bộ xử lý x86 của mình với AMD không? Nhưng kiến trúc đó là của riêng Intel, vậy tại sao họ lại chia sẻ nó với bất kỳ ai? Họ đã ép buộc họ...
Ở Hoa Kỳ, họ hiểu rất rõ rằng độc quyền không mang lại điều gì tốt đẹp và họ không bị lừa dối bởi sự hiện diện của đối thủ cạnh tranh nước ngoài; chúng ta cũng nên nhớ điều này.
Vì vậy, về cơ bản SpaceX đang đi trên lưỡi dao, bởi vì nếu họ muốn, họ có cơ hội thực sự để trở thành công ty độc quyền trong ít nhất hai lĩnh vực - phóng hàng hóa vào quỹ đạo và cung cấp dịch vụ truyền thông vệ tinh tốc độ cao.
Cơ quan chống độc quyền Hoa Kỳ sẽ không dung thứ cho điều này và có thể chia công ty độc quyền thành nhiều công ty, và đến lượt mình, điều này có thể phá hủy cả hai lĩnh vực, vì chúng bổ sung cho nhau – nếu không có chi phí thấp để phóng tải trọng lên quỹ đạo, sẽ không có hàng chục nghìn vệ tinh liên lạc, và nếu không cần phải phóng hàng chục nghìn vệ tinh liên lạc lên quỹ đạo, sẽ không có tải trọng cho các phương tiện phóng có thể tái sử dụng, ít nhất là ban đầu.
Kể cả khi Elon Musk có thể hạ giá xuống gần bằng chi phí phóng, tại sao ông ấy lại làm vậy? Loại người ngu ngốc nào lại làm vậy, từ bỏ một phần lợi nhuận đáng kể? Những người vị tha như vậy không thể tồn tại trong kinh doanh... Chẳng phải tốt hơn là đầu tư lợi nhuận dư thừa vào các dự án đầy hứa hẹn để tiến xa hơn sao?
Và SpaceX rõ ràng đang đầu tư, nếu không thì làm sao họ có thể chế tạo được nhiều nguyên mẫu của hệ thống tên lửa Starship-Super Heavy như vậy, và không lo lắng về việc chúng gặp khó khăn trong quá trình thử nghiệm, khi nhận được một lượng thông tin khổng lồ từ một loạt các cảm biến cho phép họ nhanh chóng tối ưu hóa thiết kế, trong khi những công ty khác sẽ mất hàng thập kỷ để tinh chỉnh các thành phần của hệ thống trên các băng ghế thử nghiệm trên mặt đất.
Có lẽ đây là màn bắn pháo hoa tốn kém nhất trong lịch sử...
Nhân tiện, có bao nhiêu tên lửa siêu nặng được phóng trong quá trình phát triển hệ thống Starship-Super Heavy bởi các công ty khác hoặc thậm chí là cả một quốc gia?
Trên đầu ngọn giáo
Năng lực sản xuất mà SpaceX xây dựng để lắp ráp dây chuyền sản xuất vệ tinh truyền thông công nghệ cao và phương tiện phóng là rất đáng kinh ngạc – chưa có ai có khả năng tương tự, nhưng Trung Quốc đã đi theo con đường này, có kế hoạch sản xuất phương tiện phóng và tàu vũ trụ “giống như ô tô”.
Từ một bài viết của Dmitry Verkhoturov:
...Giờ hãy để những người theo dõi Elon Musk giải thích lý do tại sao những lần tạm dừng phóng này là cần thiết, đặc biệt là những lần tạm dừng có độ dài không đều, và họ làm gì với sân khấu trong những lần tạm dừng này. Tất nhiên là họ phải làm gì đó; họ không thể chỉ ngồi đó chiêm ngưỡng nó hàng tháng trời.
Lời giải thích duy nhất cho những lần tạm dừng phóng các tầng phóng trở về như vậy là việc tháo rời. Tầng phóng được tháo rời và lắp ráp lại. Ví dụ, khi nhận được động cơ trả về, nhà sản xuất sẽ nhanh chóng lắp ráp lại, thay thế các bộ phận bị lỗi bằng bộ phận mới. Sự khác biệt về thời gian hoàn thành giữa các tầng phóng là do việc sản xuất phụ tùng thay thế. Một số bộ phận và cụm lắp ráp chắc chắn được thay thế bằng bộ phận mới sau mỗi lần phóng...
Lời giải thích duy nhất cho những lần tạm dừng phóng các tầng phóng trở về như vậy là việc tháo rời. Tầng phóng được tháo rời và lắp ráp lại. Ví dụ, khi nhận được động cơ trả về, nhà sản xuất sẽ nhanh chóng lắp ráp lại, thay thế các bộ phận bị lỗi bằng bộ phận mới. Sự khác biệt về thời gian hoàn thành giữa các tầng phóng là do việc sản xuất phụ tùng thay thế. Một số bộ phận và cụm lắp ráp chắc chắn được thay thế bằng bộ phận mới sau mỗi lần phóng...
Vậy điều đó có gì đặc biệt? Bạn có thể tưởng tượng được sự khác biệt về độ phức tạp, chi phí và thời gian giữa việc lắp ráp và tháo rời bất kỳ sản phẩm phức tạp nào, ngay cả khi đã được chẩn đoán và thay thế một phần, so với việc sản xuất hoàn toàn tất cả các linh kiện và cụm lắp ráp không?
Và toàn bộ cơ sở hạ tầng phóng và tiếp nhận tên lửa của SpaceX đều rất ấn tượng, bao gồm cả sân bay vũ trụ riêng của họ. Tôi có cần nhắc lại cách họ xây dựng bãi phóng Vostochny của chúng ta không? Đối với họ, mọi thứ đều rất đơn giản: "Này, tại sao chúng ta không xây dựng một cảng vũ trụ khác?" Có vẻ như họ không được hỗ trợ mà bị hạn chế, chủ yếu là bởi các tổ chức môi trường với những yêu cầu quá đáng của họ.
SpaceX cũng có tàu chuyên dụng, tháp Mekhadzil, cơ sở hạ tầng tiếp nhiên liệu siêu lạnh và chất oxy hóa, cùng nhiều thứ khác nữa...
Nếu trước đây thân máy mỏng manh và dễ vỡ của tên lửa Falcon gây ra sự nghi ngờ thì giờ đây họ lại bám vào "chổi" của động cơ tên lửa thuộc hệ thống Starship-Super Heavy, tự hỏi tại sao họ không thể chế tạo ba hoặc bốn động cơ tên lửa "lớn và mạnh"?
Có một thứ gọi là định luật bình phương-lập phương, ngăn cản việc thu nhỏ trực tiếp bất kỳ vật thể nào mà không làm mất đi đặc tính của nó. Bạn không thể phóng to một con người lên gấp ba lần—hay đúng hơn là có thể, nhưng họ sẽ ngay lập tức bị gãy đôi. Côn trùng khổng lồ không thể tồn tại trong môi trường vật lý của chúng ta. (mối quan hệ giữa nhiệt độ, áp suất khí quyển, độ ẩm, trọng lực, v.v.)Bạn không thể lấy động cơ phản lực từ máy bay chiến đấu, phóng to nó lên theo tỷ lệ và lắp vào máy bay ném bom.
Còn động cơ tên lửa của tên lửa mặt trăng Saturn V thì sao?
Vẫn chưa chắc chắn rằng động cơ tên lửa với kích thước và công suất này có thể tái sử dụng và được điều chỉnh hiệu quả, điều này chắc chắn là cần thiết cho khả năng tái sử dụng. Điều này có thể khả thi, nhưng khó khăn hơn đáng kể, vì vậy các kỹ sư SpaceX sẽ dần đạt được điều này bằng cách nâng cấp động cơ tên lửa Raptor, tăng công suất và tối ưu hóa thiết kế.
Về độ tin cậy của "chổi" động cơ tên lửa, vấn đề ở đây nằm nhiều hơn ở công nghệ sản xuất và kiểm soát chất lượng, vì vậy chúng ta hãy xem xét số liệu thống kê về vụ tai nạn Starship-Super Heavy - mọi thứ xảy ra gần như trước mắt chúng ta và rất khó để che giấu vụ nổ của một tên lửa siêu nặng.
So sánh tên lửa đẩy N-1 với 30 động cơ NK-33 và tên lửa đẩy Super Heavy với 33 động cơ Raptor. Nguồn: Space Room | Cosmos
Về việc sử dụng hệ thống dù cho tên lửa tái sử dụng một phần, liệu có ai thực sự tin rằng sau khi hạ cánh bằng dù, động cơ sẽ không cần phải được kiểm tra và sửa chữa không? Nhất là khi gió rất khó dự đoán, và động cơ tên lửa hạ cánh có thể va vào các công trình thay vì hạ cánh êm ái nhờ sức mạnh của tên lửa. Hãy thử tự mình nhảy dù và cảm nhận lực va chạm.
Điều này đặc biệt đúng đối với "khối lượng lớn" của động cơ dành cho tên lửa "siêu nặng". Hệ thống dù được sử dụng, nhưng chỉ dành cho tên lửa siêu nhẹ, và ngay cả khi đó, họ vẫn cố gắng bắt chúng giữa không trung bằng trực thăng để giảm thiểu thiệt hại trong quá trình hạ cánh.
Những phát hiện
Việc phủ nhận thực tế, phủ nhận cuộc cách mạng mà SpaceX đang thực hiện và hệ thống Starship-Super Heavy có thể và có khả năng sẽ thực hiện sẽ khiến chúng ta không tăng cường nỗ lực theo hướng này.
Tại Trung Quốc, tiềm năng của các phương tiện phóng tái sử dụng hoàn toàn đã được công nhận rõ ràng và đang được đầu tư đáng kể để phát triển công nghệ này. Để đạt được mục tiêu này, chiến lược First Assembly Pull đang được triển khai, nhằm mục đích sản xuất hàng loạt các thành phần vệ tinh và tên lửa với chi phí thấp hơn mà vẫn duy trì tiêu chuẩn chất lượng cao. Chuỗi cung ứng đang được vận hành tương tự như trong sản xuất ô tô.
Tại sao chúng ta phải bận tâm nếu mọi thứ đang diễn ra tốt đẹp? Đúng là chúng ta đã mất thị trường phóng tàu vũ trụ, nhưng không phải vì chi phí phóng của chúng ta cao hơn đối thủ, mà là do lệnh trừng phạt. Và nếu mọi thứ diễn ra tốt đẹp, thì chúng ta không cần phải làm gì cả - chúng ta sẽ tiếp tục con đường của mình, điều quan trọng nhất là sơn tên lửa cho đúng cách, theo một phong cách gắn kết, mang tính tâm linh, như Gzhel hay Khokhloma, nếu không Mizulina sẽ không cho chúng ta bay...
tin tức