Phóng tàu con thoi từ mặt biển
Thủy phi cơ có thể lướt trên mặt nước với tốc độ cao. |
Vị trí thuận lợi nhất trên trái đất để phóng các con tàu vũ trụ là trên đường xích đạo, vì tại đó tàu sẽ tận dụng được tối đa đà tự nhiên do lực quay trái đất sinh ra. Nếu như châu Âu có những lãnh thổ hải ngoại nằm ở xích đạo như Kourou hay Guyane, thì Mỹ có mũi Canaveral ở Florida. Trong khi đó, Nga và Nhật không hề có một lãnh thổ nào như thế. Vì vậy, hai nước này đang hy vọng có thể tận dụng tốt những vùng biển quốc tế trên đường xích đạo, để từ đó phóng hay hạ cánh các tàu vũ trụ của họ.
Ý tưởng của các kỹ sư Nga và Nhật là một loại thủy phi cơ khổng lồ (loại máy bay có thể lướt trên mặt nước với tốc độ cao) dùng làm nơi cất cánh và hạ cánh cho những tàu con thoi. Đó sẽ là một chiếc thủy phi cơ hai thân, được nối với nhau bởi một chiếc “cầu sân bay” có diện tích 3.000 m2, trên đó phủ lớp chất chống nhiệt. Chiếc thủy phi cơ này sẽ được đẩy bởi 8-10 động cơ cực mạnh của máy bay (đang được chế tạo tại Nga). Nhờ đó, nó có thể nâng một tải trọng 1.600 tấn (trong đó 800 tấn là tàu con thoi) lên cách mặt biển vài mét và bay với tốc độ 600 km/h.
Khi chiếc thủy phi cơ chở tàu vũ trụ bay gần đạt vận tốc tối đa thì cũng là lúc tàu vũ trụ bắt đầu khởi động động cơ của nó để chuẩn bị bứt ra. Lúc đầu theo phương nằm ngang, con tàu tách ra ở góc 15 độ, sau đó nó sẽ dần dần bay theo phương thẳng đứng với vận tốc 966 km/giờ để thoát khỏi lực hút của trái đất.
Phương thức phóng tàu này có hai ưu điểm lớn. Thứ nhất, nó tạo cho tàu con thoi một vận tốc ban đầu lớn, tiêu thụ ít nhiên liệu hơn. Trong hệ thống cất cánh truyền thống theo phương thẳng đứng, tên lửa đẩy cho tàu con thoi phải mang theo lượng nhiên liệu rất lớn để có thể đưa tàu ra khỏi bầu khí quyển. Còn trong trường hợp cất cánh theo phương ngang trên “lưng” một thủy phi cơ, tàu con thoi đã có sẵn một vận tốc ban đầu khi cất cánh, do đó tiết kiệm nhiên liệu mang theo. Cần nhớ rằng lượng nhiên liệu mà tàu phải mang theo lớn hơn nhiều so với nhiên liệu dùng cho tên lửa đẩy.
Một ưu điểm nữa là có thể phóng tàu từ bất kỳ vị trí nào trên vùng biển quốc tế, trên đường xích đạo, để tận dụng đà quay của trái đất. Khi sử dụng loại thủy phi cơ có chiếc lưng phẳng lớn này, các kỹ sư sẽ tận dụng được “hiệu ứng mặt đất”, giống như một đệm khí: Khi bay là là mặt nước, thì không khí bên dưới thủy phi cơ sẽ đậm đặc hơn và tạo nên một đệm khí giúp đẩy máy bay lên; diện tích bề mặt (gồm cánh và thân máy bay) càng lớn, thì lực đẩy lên của đệm khí càng mạnh.
Bên cạnh những ưu điểm trên, các kỹ sư còn phải tính đến nhiều vấn đề như hạ tầng cơ sở cho loại thủy phi cơ này, kỹ thuật và thời tiết. Chẳng hạn, phải phối hợp nhịp nhàng giữa tốc độ của tàu con thoi và tốc độ của thủy phi cơ. Việc hạ cánh sẽ là khó khăn nhất vì ngoài yêu cầu về tính chính xác thì thời tiết cũng phải thuận lợi.
Khoa học và Công nghệ (theo Science et Avenir)