Trước tháng 10 năm 1957, bầu trời đêm chỉ thuộc về các vì sao, Mặt Trăng và những hành tinh. Rồi một quả cầu kim loại đường kính 58 cm — to ngang quả bóng bãi biển — bắt đầu bay vòng quanh Trái Đất và phát ra tiếng "bíp... bíp..." mà bất kỳ ai có máy thu thanh cũng nghe được. Đó là Sputnik 1 — vệ tinh nhân tạo đầu tiên của nhân loại. Nhưng để quả cầu 58 cm ấy lên được quỹ đạo, loài người đã phải đi hành trình tên lửa dài 700 năm.
Tên lửa: từ mũi tên lửa Trung Hoa đến V-2
Tên lửa sinh ra từ thuốc súng. Từ thế kỷ 13, người Trung Quốc đã buộc ống thuốc súng vào mũi tên để tạo "tên lửa" dùng trong chiến trận và pháo hoa. Phải đợi đến đầu thế kỷ 20, nền tảng lý thuyết mới xuất hiện: năm 1903, Konstantin Tsiolkovsky người Nga công bố phương trình tên lửa, chứng minh rằng tên lửa nhiều tầng dùng nhiên liệu lỏng có thể đạt tốc độ để thoát khỏi mặt đất.
Năm 1926, nhà vật lý Mỹ Robert Goddard phóng thành công tên lửa nhiên liệu lỏng đầu tiên tại Massachusetts. Chuyến bay kéo dài 2,5 giây và đạt độ cao hơn 12 mét, nhưng nó chứng minh hướng đi đúng. Trong Thế chiến II, nước Đức phát triển V-2 dưới sự chỉ đạo kỹ thuật của Wernher von Braun — tên lửa đạn đạo đầu tiên trong lịch sử — và năm 1944, một quả V-2 thử nghiệm đã chạm độ cao khoảng 176 km, trở thành vật thể nhân tạo đầu tiên vươn tới rìa vũ trụ. Sau chiến tranh, cả Mỹ và Liên Xô đều đưa kỹ sư cùng tên lửa V-2 thu được về nước: cuộc đua vũ trụ bắt đầu từ cùng một vạch xuất phát.
Sputnik 1: quả cầu đơn giản làm rung chuyển thế giới
Tại Liên Xô, tổng công trình sư Sergei Korolev — người mà danh tính được giữ bí mật tuyệt đối — chọn cách thực dụng nhất: không chờ vệ tinh khoa học phức tạp, cứ phóng thứ đơn giản nhất có thể. Thiết bị được gọi nội bộ là PS-1, nghĩa là "vệ tinh đơn giản nhất".
Ngày 4 tháng 10 năm 1957, tên lửa R-7 — vốn được thiết kế để mang đầu đạn hạt nhân xuyên lục địa — đưa Sputnik 1 lên quỹ đạo từ sân bay vũ trụ Baikonur. Vệ tinh là một quả cầu nhôm đánh bóng đường kính 58 cm, nặng 83,6 kg, gắn bốn ăng-ten. Bên trong chỉ có một máy phát vô tuyến, bộ pin và cảm biến nhiệt độ. Tín hiệu "bíp" phát trên hai tần số để các đài phát thanh nghiệp dư khắp thế giới bắt được, và nó kêu cho đến khi hết pin vào ngày 26 tháng 10. Sputnik bay một vòng quanh Trái Đất hết khoảng 96 phút; nó cháy trong khí quyển ngày 4 tháng 1 năm 1958. Một tháng sau, Sputnik 2 đưa chó Laika trở thành sinh vật đầu tiên bay vào quỹ đạo.
Vì sao vệ tinh không rơi xuống
Nhiều người tưởng tên lửa chỉ cần "bay thật cao" là vệ tinh sẽ ở yên. Thực ra, yếu tố quyết định là tốc độ theo phương ngang: vệ tinh phải đạt khoảng 7,8 km/giây — tốc độ vũ trụ cấp một. Ở tốc độ đó, vệ tinh liên tục rơi về phía Trái Đất dưới tác dụng của trọng lực, nhưng bề mặt cong của hành tinh cũng lùi khỏi nó, nên nó rơi vòng quanh mãi mà không chạm đất — quỹ đạo, nói đơn giản, là một cú rơi không bao giờ kết thúc.
Để đạt tốc độ đó, tên lửa phải cực kỳ nhẹ khi kết thúc hành trình — đó là lý do tên lửa được chia thành nhiều tầng: mỗi tầng cháy hết nhiên liệu sẽ tách bỏ lại, giúp phần còn lại nhẹ đi và tăng tốc tiếp, đúng như Tsiolkovsky đã tính từ năm 1903. Còn nguyên lý đẩy thì ngược với trực giác: tên lửa không hề "đẩy vào không khí". Khí cháy phụt ra phía sau với tốc độ cực cao tạo phản lực đẩy tên lửa về phía trước, và nguyên lý này hoạt động ngay trong chân không vũ trụ.
Cú sốc Sputnik và kỷ nguyên vệ tinh
Phản ứng của nước Mỹ trước tiếng "bíp" là choáng váng — sự kiện được gọi là "khủng hoảng Sputnik". Nỗi lo tụt hậu dẫn đến nhiều thay đổi: cơ quan NASA được thành lập năm 1958, ngân sách cho giáo dục khoa học và kỹ thuật tăng vọt, và cuộc đua vũ trụ bắt đầu, đưa loài người lên Mặt Trăng chỉ 12 năm sau đó. Về phía khoa học, vệ tinh Explorer 1 của Mỹ phóng đầu năm 1958 — vệ tinh đầu tiên của Mỹ — đã phát hiện vành đai bức xạ Van Allen, thành tựu khoa học đầu tiên của kỷ nguyên vệ tinh.
Từ quả cầu chỉ biết kêu "bíp" ấy, nhân loại giờ có hàng nghìn vệ tinh trên quỹ đạo: chúng truyền hình và internet, dự báo bão, dẫn đường GPS cho từng chiếc điện thoại, theo dõi mùa màng, băng tan và cháy rừng. Gần như mọi tiện nghi của đời sống hiện đại đều dựa vào những "hậu duệ" của Sputnik.
Sự thật thú vị ít người biết
- "Sputnik" trong tiếng Nga nghĩa là "bạn đồng hành" — cái tên bình dị cho thiết bị đã làm thay đổi thế giới.
- Vỏ Sputnik được đánh bóng như gương không phải để làm đẹp: lớp vỏ sáng giúp phản xạ ánh nắng, tránh cho vệ tinh quá nhiệt, đồng thời giúp người ở mặt đất nhìn thấy nó bay qua.
- Năm 1920, tờ New York Times khẳng định tên lửa không thể bay trong chân không; 49 năm sau, vào ngày 17 tháng 7 năm 1969 — một ngày sau khi tàu Apollo 11 cất cánh, khi con tàu đang trên đường tới Mặt Trăng — tờ báo đăng bài đính chính thừa nhận sai lầm.
Hiểu lầm thường gặp
Hiểu lầm: "Sputnik là vệ tinh do thám chụp ảnh Trái Đất gửi về." Không hề. Sputnik 1 không có camera hay bất kỳ thiết bị quan sát nào; nó chỉ phát tiếng "bíp" để khẳng định sự hiện diện trên quỹ đạo và giúp đo mật độ tầng khí quyển qua sự thay đổi quỹ đạo. Sức mạnh của nó nằm ở biểu tượng và tâm lý, không phải ở khả năng do thám.
Hiểu lầm: "Một thiên tài nào đó đã phát minh ra tên lửa hiện đại." Tên lửa hiện đại là kết quả của 700 năm lịch sử: kỹ thuật thuốc súng của Trung Hoa, lý thuyết của Tsiolkovsky, thí nghiệm của Goddard, kỹ nghệ của chương trình V-2 và đội ngũ của Korolev. Mỗi thế hệ đứng trên vai thế hệ trước — Sputnik là trái ngọt của cả một dòng chảy, không phải tia chớp của một cá nhân.
0 bình luận