Bốn phi hành gia của sứ MẠNG Artemis 2 trước tên lửa SLS và tàu vũ trụ Orion tại Trung tâm Vũ trụ Kennedy ở Florida. Ảnh: NASA
Chỉ có 24 người trong toàn bộ lịch sử nhân loại từng được tận mắt nhìn thấy phía xa của Mặt Trăng (phía mà từ Trái đất không bao giờ nhìn thấy). Tất cả họ đều là nam giới, người Mỹ và da trắng: các thành viên phi hành đoàn của 9 sứ mệnh Apollo bay tới Mặt Trăng trong giai đoạn 1968–1972. Hiện nay, chỉ còn 5 người trong số họ còn sống và đều đã ngoài 90 tuổi.
Giờ đây, thêm bốn phi hành gia - bao gồm một phụ nữ, một người da màu và một người Canada —- có thể gia nhập “câu lạc bộ” đặc biệt này nếu sứ mệnh Artemis 2 hoàn thành thành công hành trình không gian kéo dài gần 10 ngày. Vụ phóng dự kiến diễn ra vào chiều ngày 1/4 (theo giờ địa phương), từ bờ biển bang Florida (Mỹ), nhưng có thể bị hoãn nếu xuất hiện bất kỳ trục trặc nhỏ nào trong quá trình đếm ngược hoặc nếu thời tiết xấu.
Những phi hành gia đầu tiên quay trở lại Mặt Trăng sau hơn nửa thế kỷ sẽ không hạ cánh xuống đó, thậm chí cũng không mạo hiểm tiếp cận để đi vào quỹ đạo như các sứ mệnh Apollo trước đây. Thay vào đó, họ chỉ bay vòng quanh Mặt Trăng ở độ cao hơn 7.400 km. Tuy nhiên, chính khoảng cách an toàn này lại mang đến lợi thế đặc biệt: họ sẽ có góc nhìn bao quát hiếm có về "vùng tối" Mặt Trăng — trở thành những người đầu tiên quan sát toàn bộ vùng này, bao gồm cả những khu vực chưa từng được mắt người nhìn thấy.
Chỉ huy Reid Wiseman, phi công Victor Glover và hai chuyên gia nhiệm vụ Christina Koch, Jeremy Hansen đã được huấn luyện trong nhiều năm để quan sát các miệng hố, “biển” và các đặc điểm địa chất khác ở bề mặt phía xa của Mặt Trăng. Tuy nhiên, cho đến thời điểm cất cánh, họ vẫn không thể biết chính xác mình sẽ nhìn thấy gì ở khoảnh khắc quan trọng nhất của sứ mệnh - thời điểm mà họ cũng có thể phá kỷ lục lịch sử: trở thành những con người bay xa Trái Đất nhất từng có.
Tất cả phụ thuộc vào ngày và giờ phóng cuối cùng. Khoảnh khắc đó sẽ quyết định rằng - khi họ tới phía xa của Mặt Trăng sau khoảng 5 ngày - khu vực nào được ánh sáng Mặt Trời chiếu sáng và khu vực nào vẫn chìm trong bóng tối.
Bay vòng quanh Mặt Trăng
Trong kỷ nguyên không gian mới này, NASA không muốn các phi hành gia trên tàu Orion - trong chuyến bay có người lái đầu tiên - phải đối mặt với những rủi ro như sứ mệnh Apollo 8 từng gặp phải vào tháng 12/1968. Khi đến Mặt Trăng, phi hành đoàn khi đó buộc phải giảm tốc bằng cách đốt động cơ ở công suất tối đa để vào quỹ đạo.
Minh họa sứ mạng Artemis 2. Nguồn: NASA
Ngược lại, Artemis 2 sẽ sử dụng quỹ đạo “free-return” (tự quay về), tức là con tàu có thể tự động quay đầu và trở về Trái Đất mà không cần động cơ, theo quỹ đạo hình số 8. Nó hoạt động giống như một chiếc boomerang, tận dụng sự tương tác giữa lực hấp dẫn của Trái Đất và Mặt Trăng.
Đây là cách đơn giản và an toàn nhất để con người thám hiểm một thế giới khác. Tuy nhiên, để “vũ điệu” giữa quỹ đạo và lực hấp dẫn này vận hành chính xác, tàu phải được phóng vào đúng ngày và giờ rất cụ thể. Điều này khiến các cửa sổ phóng bị hạn chế nghiêm ngặt: với Artemis 2, chỉ có khoảng 5–6 ngày trong mỗi chu kỳ Mặt Trăng là khả thi, và mỗi ngày chỉ có khoảng hai giờ để thực hiện phóng. Nếu thời tiết xấu trong khoảng thời gian đó, NASA sẽ phải hoãn lại. Đây được xem là giai đoạn phức tạp và nguy hiểm nhất trong toàn bộ sứ mệnh.
Dưới đây là 6 giai đoạn mà sứ mạng Artemis sẽ trải qua:
1. Phóng tàu
Tàu Orion có chiều rộng tương đương một chiếc xe tải nhỏ, nhưng cao gần gấp bốn lần và nặng ngang hai chiếc xe buýt. Để đưa một phương tiện khổng lồ như vậy vào quỹ đạo Trái Đất, cần tới tên lửa Space Launch System (SLS) - cao tới 98 mét, tương đương tòa nhà 30 tầng, chứa khoảng 2 triệu lít hydro lỏng dễ cháy nổ.
Lượng năng lượng khổng lồ này giúp con tàu vượt qua lực hấp dẫn của Trái Đất, bay lên độ cao hơn 100 km, sau đó tiếp tục tăng tốc lên hơn 27.000 km/h để vào quỹ đạo. Chỉ trong 8 phút, SLS có thể đưa Orion vào quỹ đạo ban đầu, nơi con tàu mất khoảng 90 phút để hoàn thành một vòng quanh Trái Đất.
2. Thử nghiệm trong không gian sâu
Sau khi vào quỹ đạo an toàn, NASA sẽ tiến hành một chương trình thử nghiệm nghiêm ngặt kéo dài suốt ngày đầu tiên. Tàu sẽ được đưa vào quỹ đạo cao, cách Trái Đất tới 74.000 km - xa hơn bất kỳ chuyến bay có người lái nào kể từ năm 1972.
Trong giai đoạn này, Orion sẽ tách khỏi tầng trên của tên lửa và thực hiện các thao tác tiếp cận lại - một “vũ điệu không gian” phức tạp, được điều khiển thủ công. Đây là bước thử quan trọng cho mục tiêu của Artemis 3: ghép nối tàu với module hạ cánh trong tương lai.
3. Hành trình tới Mặt Trăng
Sau khi hoàn tất hai vòng quỹ đạo quanh Trái Đất, Orion sẽ bắt đầu hành trình chính. Module dịch vụ do Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) thiết kế sẽ cung cấp năng lượng, nước, điều hòa nhiệt và lực đẩy chính để đưa tàu tới Mặt Trăng.
Sau cú tăng tốc ban đầu, tàu sẽ chỉ cần những điều chỉnh nhỏ mỗi 24 giờ để giữ đúng quỹ đạo trong hành trình kéo dài 4 ngày.
4. Bay qua "vùng tối" Mặt Trăng
Khi bay qua phía xa của Mặt Trăng, các phi hành gia có thể lập kỷ lục bay xa Trái Đất nhất - vượt qua thành tích của Apollo 13. Mặt Trăng lúc này sẽ hiện ra lớn hơn gấp 50 lần so với khi nhìn từ Trái Đất.
Trong khoảng thời gian này, họ sẽ chụp ảnh, nghiên cứu địa hình và trải qua ít nhất 30 phút mất liên lạc hoàn toàn với Trái Đất - do Mặt Trăng chắn sóng vô tuyến.
5. Hành trình quay về
Sau khi hoàn thành giai đoạn quan sát phía xa của Mặt Trời, các phi hành gia có thể thư giãn. Vì đây là quỹ đạo trở về tự do, quá trình này diễn ra tự động: không cần bất kỳ thao tác nào để bắt đầu trở về. Chỉ cần những điều chỉnh nhỏ về hướng đi trong mỗi ngày của bốn ngày hành trình trở về.
Hình minh họa khoang tàu Orion trong quá trình quay trở lại khí quyển Trái đất. Tấm chắn nhiệt đạt đến nhiệt độ gần 2.700 °C trong khi tàu vũ trụ di chuyển với tốc độ gần 40.000 km/h. Ảnh: NASA
Họ sẽ có ngày đầu tiên gần như hoàn toàn dành cho riêng mình. Và từ đó trở đi, họ cũng sẽ tiến hành các thí nghiệm khoa học, các thử nghiệm sức bền và điều khiển tàu vũ trụ mới, và xuất hiện trước công chúng thông qua các cuộc gọi video với Trái đất. Đó là chặng cuối cùng của hành trình 10 ngày trong một khoang tàu thế hệ mới, thoải mái hơn và được trang bị tốt hơn nhiều so với những khoang tàu được sử dụng trong các sứ mệnh Apollo.
6. Trở về Trái Đất
Ở độ cao khoảng 120 km, khoang phi hành tách ra và bắt đầu tái nhập khí quyển với tốc độ hơn 40.000 km/h. Ma sát khiến nhiệt độ vỏ tàu lên tới 2.700°C.
Sau 16 phút hạ nhiệt và bung dù, khoang sẽ hạ cánh xuống Thái Bình Dương với tốc độ chỉ khoảng 30 km/h.
Trong những phút cuối, tàu cũng sẽ mất liên lạc ngắn với trung tâm điều khiển. Sau đó là khoảng thời gian chờ đội cứu hộ tiếp cận.
Họ sẽ đi vào lịch sử như những con người mở lại hành trình chinh phục Mặt Trăng sau hơn nửa thế kỷ. Dù không đặt chân lên bề mặt, những hình ảnh về các miệng hố và vùng đất chưa từng được con người quan sát sẽ mãi khắc sâu trong ký ức các nhà du hành, và trong lịch sử khoa học nhân loại.