Cuộc đua tên lửa tái sử dụng

Từ những lần hạ cánh của SpaceX đến cú “bắt” tầng tên lửa bằng lưới trên biển của Trung Quốc và thử nghiệm mới nhất tại Nhật Bản, công nghệ tái sử dụng đang làm thay đổi cách thế giới tiếp cận không gian. Tuy nhiên, thu hồi thành công tên lửa mới chỉ là bước đầu.

Hãy hình dung, sau mỗi chuyến bay, một chiếc máy bay phải bỏ toàn bộ thân và động cơ để chế tạo chiếc mới. Giá vé khi đó khó có thể rẻ. Trong nhiều thập kỷ, tên lửa vận hành gần như vậy: phần đắt nhất chỉ làm việc trong những phút đầu rồi rơi xuống biển hoặc khu vực không có người ở.

Tầng 1 tạo ra lực đẩy lớn nhất, giúp tên lửa rời mặt đất. Theo các ước tính, bộ phận này có thể chiếm khoảng 60-80% giá thành tên lửa đẩy. Nếu có thể thu hồi, kiểm tra, tiếp nhiên liệu và tái phóng, chi phí chế tạo sẽ được phân bổ cho nhiều nhiệm vụ.

Cú “bắt” trên biển

Ngày 10/7 vừa qua, tên lửa mang tên Trường Chinh 10B rời bệ phóng tại Hải Nam, đưa tải trọng vào quỹ đạo định trước. Khoảng 150 giây sau, tầng 1 tách khỏi tầng trên, giảm tốc, điều chỉnh tư thế và quay về. Thay vì hạ cánh bằng chân đáp, tầng tên lửa được hệ thống móc gắn trên thân phối hợp với lưới giảm chấn giữ lại trên giàn nổi “Linghangzhe”.

Theo Tân Hoa xã, đây là lần đầu Trung Quốc thu hồi có kiểm soát tầng 1 của tên lửa đẩy và cũng là lần đầu một tầng tên lửa cỡ lớn được thu bằng lưới trên biển. Giải pháp này giúp tầng đẩy không phải mang chân đáp nặng, nhưng chuyển thêm độ phức tạp xuống lưới, cáp và hệ thống theo dõi trên giàn nổi.

Đổi lại, bài toán điều khiển trở nên khó hơn vì cả tầng tên lửa lẫn giàn thu hồi đều chuyển động. Ăng-ten vệ tinh và thiết bị quang điện phải liên tục theo dõi phương tiện. Theo các nguồn tin, 2 cơn bão khiến lịch ra khơi nhiều lần thay đổi; 47 kỹ sư cùng thiết bị phải chuyển từ 3 tàu sang giàn nổi giữa sóng cao khoảng 2m và gió cấp 6.

Theo Tân Hoa xã, Trường Chinh 10B cao khoảng 63m, đường kính 5m và có thể đưa 16 tấn lên quỹ đạo Trái đất tầm thấp trong cấu hình tái sử dụng. Đây là phương tiện phóng thương mại, thay vì chỉ là mô hình bay thử ở độ cao thấp.

Từ thu hồi đến tái phóng

Dù vậy, “bắt” được tên lửa chưa đồng nghĩa đã có một hệ thống tái sử dụng hiệu quả. Phần cứng sau mỗi chuyến bay phải được kiểm tra, bảo dưỡng; lượng nhiên liệu dành cho hành trình quay về làm giảm tải trọng hữu ích, còn giàn nổi và đội vận hành tạo thêm chi phí. Lợi ích kinh tế chỉ rõ ràng khi phương tiện đủ bền, thời gian quay vòng ngắn và số lần bay lại đủ lớn.

Chuyến bay của Trường Chinh 10B vì thế kiểm chứng cả mô-đun động cơ methane lực đẩy lớn thế hệ mới cho tầng trên. Nhiên liệu methane đạt độ tinh khiết 98,7%, được tinh chế từ khí tự nhiên hóa lỏng trong nước. Theo đại diện Sinopec được Tân Hoa xã dẫn lời, chi phí lưu trữ, vận chuyển thấp hơn khoảng 40% so với hydro lỏng truyền thống.

Khâu chế tạo cũng phải tăng tốc. Kỹ thuật mới đã rút thời gian sản xuất vách ngăn bồn nhiên liệu từ hơn 1 tuần xuống vài giờ. Dây chuyền có thể sản xuất hơn 1.000 vách ngăn mỗi năm, đủ cho hơn 100 tên lửa. Cuộc đua vì thế bao gồm cả chuỗi nhiên liệu, nhà máy, bãi phóng và quy trình bảo dưỡng.

SpaceX hiện là chuẩn tham chiếu rõ nhất. Công ty hạ cánh tầng 1 của tên lửa cấp quỹ đạo vào năm 2015 và phóng lại tầng đẩy đã qua sử dụng vào năm 2017. AP cho biết đến tháng 7 vừa qua, số lần hạ cánh thành công của tầng đẩy Falcon đã vượt 600 và một tầng đẩy đạt chuyến bay thứ 36. Khoảng cách lớn nhất vì thế nằm ở dữ liệu tích lũy qua hàng trăm lần vận hành.

Nhật Bản đi theo lộ trình thận trọng hơn. Ngày 11/7 vừa qua, Cơ quan Thám hiểm Hàng không Vũ trụ Nhật Bản (JAXA) cho nguyên mẫu RV-X cất cánh tại bãi thử Noshiro. Trong 40 giây, phương tiện lên cao 11m, di chuyển ngang 16m rồi hạ cánh thẳng đứng. Quy mô chưa thể so với một tên lửa lên quỹ đạo, nhưng giúp kiểm tra động cơ, thuật toán dẫn đường và quy trình vận hành. Dữ liệu sẽ phục vụ chương trình CALLISTO hợp tác với Pháp và Đức.

Khu vực tư nhân Nhật Bản cũng nhập cuộc. Tháng 6/2025, Honda thử thành công nguyên mẫu bay lên độ cao 271,4m và hạ xuống cách tâm mục tiêu 37cm. Tại châu Âu, nguyên mẫu tầng tái sử dụng Themis đã được đưa tới bãi thử Esrange ở Thụy Điển. Các dự án cho thấy nhiều quốc gia muốn tự nắm công nghệ phóng.

Hạ giá vé lên không gian

Động lực của cuộc đua nằm ở thị trường đang mở rộng. Báo cáo Kinh tế Không gian 2026 của Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) ghi nhận 324 vụ phóng lên quỹ đạo trong năm 2025, tăng 25% so với năm trước và nhiều hơn 4 lần so với năm 2015. Các chòm vệ tinh internet, quan sát Trái đất và định vị đều cần năng lực phóng thường xuyên.

Nghiên cứu đăng trên PNAS Nexus tháng 7/2026, dựa trên hơn 4.400 vụ phóng, ước tính chi phí trung bình để đưa 1kg lên quỹ đạo Trái đất tầm thấp đã giảm từ 87.023 USD năm 1960 xuống 3.868 USD năm 2025, tương đương khoảng 96%. Rác vũ trụ, mức độ tập trung thị trường và căng thẳng địa chính trị vẫn có thể làm chậm xu hướng này.

Vì vậy, tái sử dụng không tự động bảo đảm giá rẻ. Thước đo đáng tin cậy hơn là chi phí đưa mỗi kilogam tải trọng lên quỹ đạo, tỷ lệ nhiệm vụ thành công, thời gian đưa tầng đẩy trở lại bệ phóng và số lần nó có thể bay an toàn. Trung Quốc còn phải tái phóng tầng tên lửa vừa thu hồi; Nhật Bản phải đưa công nghệ từ chuyến bay thấp lên gần điều kiện thực tế.

Nếu các mắt xích ấy được hoàn thiện, chi phí phóng thấp hơn có thể giúp mở rộng internet vệ tinh, dự báo thời tiết, theo dõi thiên tai, quản lý nông nghiệp và dịch vụ định vị. Cuộc đua tên lửa tái sử dụng vì thế không chỉ nhằm giành một khoảnh khắc hạ cánh. Mục tiêu lớn hơn là biến đường lên không gian thành một dịch vụ có thể lặp lại, đáng tin cậy và dễ tiếp cận hơn.