Động cơ "khét tiếng" của siêu xe Bugatti Chiron cũng chẳng là gì khi so với động cơ tên lửa đẩy "quái vật" này

(*) Siêu xe Bugatti Chiron từng xếp hạng là siêu xe nhanh nhất thế giới năm 2019 (Nguồn: Bugatti.com).

SpaceX, một công ty tư nhân, đã thay đổi cách mọi người nhìn tên lửa và tàu không gian. Du lịch không gian giờ đây không còn là đặc quyền của du hành gia và các nhà khoa học. Một chuyến bay vào vũ trụ đã trở nên khả thi với công ty của CEO Elon Musk.

Với công nghệ ngày một phát triển, con người có thể chinh phục không gian và xây dựng thuộc địa như trong phim với sự trợ giúp của những tên lửa đẩy (tên lửa vũ trụ). Hãy cùng xem những tên lửa đẩy mạnh nhất từng chế tạo dưới đây:

1. Động cơ cho tên lửa Falcon Heavy

Động cơ này của công ty Space X là một trong những động cơ mạnh nhất đang hoạt động. Nó bắt đầu chuyến bay đầu tiên vào 6/2/2018 chở theo Tesla Roadster vào vũ trụ. Hai trong số ba bộ đẩy đã trở về Trái đất và được tái sử dụng.

Nó có chiều cao hơn 70m và lực đẩy trên 2200 tấn nhờ các động cơ 27 Merlin D1. Tàu vận chuyển này giúp giảm chi phí vào vũ trụ từ 2684 đô la /kg xuống còn 1406 đô la/kg. Tải trọng tối đa của tàu là 63,8 tấn.

SpaceX phát triển Merlin để sử dụng cho Falcon1, Falcon9 và Falcon Heavy. Động cơ Merlin sử dụng RP-1 và Oxi hóa lỏng làm nhiên liệu. Merlin 1D được thiết kế để tạo lực đẩy 620kN tại mức nước biển và trong không gian là 690kN.

Vào tháng 5/2016, SpaceX công bố thông số mới dự tính đạt 730kN tại mức nước biển và nâng lên 825kN trong không gian mà không thay đổi khối lượng tên lửa.

Tháng 5/2018, ngày trước khi phóng Bangabandhu-1, Elon Musk tuyên bố mục tiêu 850kN đã đạt được. Động cơ Merlin 1D đạt thông số gần bằng động cơ đã nghỉ hưu là Rocketdyne H1/ RS-27 được sử dụng trên tên lửa Saturn I, Saturn IB và Delta II.

2. Động cơ cho tên lửa Saturn V

Saturn V là tên lửa giúp đưa con người lên Mặt trăng. Ngay cả so với Falcon Heavy, nó vẫn là tên lửa nặng nhất và cao nhất từng sử dụng bởi NASA để đưa người đổ bộ Mặt trăng. Saturn V mang theo tàu Apollo 11, 12, 14, 15, 16 và 17.

Nó cũng từng chở Apollo 13 nhưng con tàu gặp trục trặc và phải hủy bỏ nhiệm vụ. Ngoài ra, Saturn V cũng nhận nhiệm vụ phóng trạm vũ trụ đầu tiên của Mỹ, trạm Skylab.

Saturn V được đưa vào hoạt động từ 1967 đến 1973. Nó cao 110m và có lực đẩy 3447 tấn. Tầng đầu tiên của Saturn V sử dụng 5 động cơ Rocketdyne F-1, sản sinh 3,4 triệu kg lực đẩy khi cất cánh trong vòng 2 phút. Nó tiêu tốn 20 tấn nhiệu liệu trong 1 giây.

Rocketdyne F-1 là động cơ nhiên liệu lỏng đơn nòng mạnh nhất mà NASA từng sử dụng. Động cơ được thiết kế sử dụng 1 lần. Sau khi đạt độ cao nhất định, nó sẽ tắt và rơi xuống biển.

3. Động cơ cho Energia

Energia là tên lửa đẩy sản xuất bởi Liên xô. Nó được chế tạo nhằm đưa phi hành đoàn vào không gian và là một trong những tên lửa đẩy mạnh nhất thế giới. Energia được phóng hai lần; một lần vào năm 1987 và một vào 1988.

Nó cao gần 68 m và có khả năng đưa 99,8 tấn hàng vào quỹ đạo thấp (LEO). Được thử nghiệm vào năm 1987 với tàu Polyus, chuyến bay thành công nhưng tàu Polyus bị lỗi nên không thể vào đúng quỹ đạo. Chuyến bay thứ hai chở tàu Buran vào quỹ đạo nhưng không có người lái. Gần đây, Nga tuyên bố khả năng khôi phục lại động cơ này.

Tên lửa Energia được đẩy bởi bốn bộ tăng tốc, mỗi cái có một động cơ RD-170 bốn ngăn dùng kerosene/LOX. Tầng đẩy trung tâm là bốn động cơ RD-0120 sử dụng nhiên liệu hydro lỏng/LOX.

RD-170 là động cơ nhiên liệu lỏng đa buồng đốt mạnh nhất. Nó cung cấp lực đẩy 7904kN trong không gian và 7257kN tại mực nước biển.

4. Động cơ cho Long March 9 (Trường Chinh 9)

Long March 9 là tên lửa đẩy của Trung Quốc. Nó có chiều cao khoảng 100m với khả năng chở hơn 139 tấn hàng. Tên lửa này được đưa vào hoạt động từ những năm 1970. Trong tương lai, tên lửa cải tiến siêu lớn sẽ được vận hành vào năm 2028.

Long March 9 được đẩy bởi động cơ kerosene/oxi lỏng thế hệ mới với lực đẩy 500 tấn.

5. Động cơ cho SLS

SLS được phát triển bởi NASA và sẽ chuyên chở phi hành gia đến Mặt trăng cũng như Sao hỏa trong dự án Orion. Nó có chiều cao 111m và tải trọng tối đa từ 95 tấn cho đến 115 tấn tùy loại cấu hình Block 1 hoặc 2. SLS có lực đẩy khi phóng đạt 5397 tấn.

NASA dự kiến đưa con người lên Sao hỏa với loại tên lửa này vào đầu những năm 2030. SLS vẫn sử dụng bốn động cơ RS-25D cải tiến từ chương trình Space Shuttle. Tên lửa SLS Block 1 sẽ được cung cấp lực đẩy bởi hai bộ tăng tốc rắn và bốn động cơ RS-25 nhiên liệu lỏng.

Block 1B sẽ sử dụng tầng EUS mạnh mẽ hơn để thực hiện những nhiệm vụ quan trọng. Nó có thể đưa 37 tấn hàng vào không gian bao gồm cả tàu Orion kèm phi hành đoàn.

Block 2 sẽ có lực đẩy 5397 tấn và là tên lửa chính để đưa hàng hóa lên Mặt trăng, Sao hỏa cũng như những điểm đến khác trong vũ trụ. Nó được thiết kế để có thể đưa 45 tấn hàng vào không gian.

6. Động cơ cho Starship

Đây là dự án của SpaceX và vẫn đang trong giai đoạn phát triển. Mục tiêu là nhằm đưa con người lên sao Hỏa. Ban đầu dự án có tên BFR viết tắt của "Big Falcon Rocket". Với chiều cao 118m và tải trọng gần 100 tấn, Starship đã bắt đầu những thử nghiệm cơ bản.

Tên đầy đủ của dự án là "Starship Space Vehicle", tên lửa sẽ sử dụng sáu động cơ Raptor dùng nhiên liệu hỗn hợp methane/oxi. Những động cơ này tương tự với động cơ trên bộ tăng tốc của Super Heavy. Tổng lực đẩy của Starship đạt 12000kN.

7. Động cơ cho New Glenn

Tên lửa New Glenn đang được phát triển bởi công ty của Jeff Bezo có tên là Blue Origins. Nó sẽ sử dụng bảy động cơ BE-4 và cung cấp lực đẩy 1746 tấn. Công ty Blue Origins kỳ vọng sẽ thử nghiệm tên lửa này vào năm 2021. Khi đó, nó có chiều cao 70m và tải trọng gần 64 tấn.

New Glenn sử dụng tên lửa tái sử dụng giống như loại New Shepherd của Blue Origin và Falcon 9, Falcon Heavy của SpaceX. Động cơ BE-4 đã đạt mốc 1800 giây thử nghiệm trên mặt đất. Trong đó, nó chưa thử nghiệm lực đẩy tối đa mà chỉ đạt khoảng 73% thông số, ở mức 1800kN thay vì 2400kN.

8. Động cơ cho Vulcan

Vulcan được phát triển bởi một công ty tư nhân là United Launch Alliance, đối thủ của SpaceX. Nó có chiều cao 69,5m và có thể cung cấp 1723 tấn lực đẩy. Như vậy tên lửa có thể mang 36 tấn hàng hóa vào không gian. Vulcan đã có cuộc thử nghiệm cơ sở vào năm 2020.

Vào tháng 9/2014 thì ULA công bố đã hợp tác với Blue Origin để phát triển động cơ BE-4 nhằm sử dụng nó cho tầng đầu tiên của Vulcan. Công ty ULA thường xuyên nhấn mạnh rằng Vulcan sẽ là hệ thống đẩy thế hệ mới.

9. Động cơ cho Space Shuttle

Có tên giống như dự án khám phá không gian của Mỹ, tàu con thoi không gian Space Shuttle sử dụng hệ thống tàu tái sử dụng mà NASA đã phát triển để đưa con người cùng hàng hóa lên quỹ đạo. Nó mang một tàu không gian, một thùng nhiên liệu khổng lồ cùng hai bộ đẩy tăng tốc.

Những tàu con thoi như Atlantis, Challenger, Columbia, Discovery và Endeavor đã thực hiện 135 lần bay từ năm 1981 đến 2011. Tên lửa có chiều cao 56m và tải trọng 27 tấn.

Động cơ cho tàu là Rocketdyne RS-25 có độ tin cậy và tải trọng lớn. Tên lửa sử dụng nhiên liệu hydro và oxi lỏng, tạo ra lực đẩy 1859kN khi phóng. Động cơ RS-25 có khối lượng 3,5 tấn và có khả năng cung cấp lực đẩy điều chỉnh được từ 67% đến 109% công suất.

10. Động cơ cho Delta IV

Công ty ULA sở hữu Delta IV Heavy. Tên lửa này có chiều cao 71m và cao hơn Falcon Heavy. Quân đội Mỹ sử dụng tên lửa này để phóng vệ tinh lên quỹ đạo. Nó có lực đẩy 952 tấn và có thể mang tải trọng 28 tấn vào quỹ đạo thấp.

Động cơ RS-68 có cung cấp lực đẩy cho ba tầng của Delta IV Heavy. Nó được thiết kế với mục tiêu giảm chi phí đồng thời mạnh hơn động cơ RS-25. Động cơ nhiên liệu lỏng sử dụng hỗn hợp hydro và oxi lỏng.

Phiên bản đầu tiên RS-68 được chỉnh thủy lực và có thể cung cấp lực đẩy từ 58% đến 102% công suất. Nó tạo ra 2950kN tại mực nước biển. Tại 102% công suất, RS-68 tạo ra 3370kN lực đẩy trong không gian. 

Với lực đẩy như vậy, động cơ có tỉ lệ lực đẩy trên khối lượng là 51,2 và khả năng cấp xung 410 giây (đạt 4km/s) trong không gian và 365 giây (3,58km/s) tại mực nước biển.

Phiên bản cải tiến của RS-68 sản sinh 3140kN lực đẩy tại mực nước biển và 3560kN trong không gian.

Nguồn: Technowize