Hành trình phát triển công nghệ vệ tinh (Phần 3: Cuộc đua quanh Trái Đất)

Cơn chấn động ngày 4/10/1957 có lẽ không chỉ khiến Liên Xô mất ngủ vì tự hào, đứa con cưng của Korolev là R-7 - Sputnik 1 còn làm vững vàng thêm vị thế của Liên bang Xô Viết, lung lay đền đài kiêu hãnh trước nay của Hoa Kỳ trên trường đua khoa học - công nghệ. Từ lúc này, Mỹ vừa phải đương đầu với khả năng Liên Xô sử dụng vũ khí hạt nhân từ không gian, trên đầu đạn của tên lửa xuyên lục địa, vừa gấp rút lên kế hoạch để bứt phá trong chặng đua tiếp theo giữa hai cường quốc.

Ảnh chú chó Laika trên Sputnik 2 trên tem của Vương quốc Ajman, giờ là một phần của UAE. Ảnh: Smithsonian.org

“Chương trình không gian lạnh”

Cơn chấn động ngày 4/10/1957 có lẽ không chỉ khiến Liên Xô mất ngủ vì tự hào, đứa con cưng của Korolev là R-7 – Sputnik 1 còn làm vững vàng thêm vị thế của Liên bang Xô Viết, lung lay đền đài kiêu hãnh trước nay của Hoa Kỳ trên trường đua khoa học – công nghệ. Từ lúc này, Mỹ vừa phải đương đầu với khả năng Liên Xô sử dụng vũ khí hạt nhân từ không gian, trên đầu đạn của tên lửa xuyên lục địa, vừa gấp rút lên kế hoạch để bứt phá trong chặng đua tiếp theo giữa hai cường quốc.

Trong những thập niên tiếp theo, cuộc đua ngày càng kịch tính với những vệ tinh công nghệ mới được liên tục được thử nghiệm và phóng lên không gian từ cả hai cường quốc hàng đầu khi đó là Hoa Kỳ và Liên Xô, thực hiện nhiều sứ mệnh phi thường của nhân loại vươn ra vũ trụ. 

Phát súng khởi đầu của Liên Xô

Tín hiệu đầu tiên từ không gian

Âm thanh “bíp bíp” của vệ tinh bay trên quỹ đạo Trái Đất trong các bộ phim khoa học viễn tưởng hầu hết đều được lấy cảm hứng từ những tiếng động đầu tiên truyền qua radio trên tần số 20,005 và 40,002 MHz của Sputnik 1 (mỗi âm kéo dài khoảng 0,3 giây). Đây là tần số vô tuyến phổ thông, có thể bắt được bởi bất cứ công dân địa cầu nào chỉ với một chiếc máy ra-đi-ô nhỏ nhắn. Không chỉ nghe, mà người ta còn có thể nhìn thấy Sputnik 1 trên bầu trời thời bấy giờ vào thời điểm hoàng hôn và bình minh. Với thân hình bằng nhôm bóng loáng, vệ tinh của Liên Xô phản chiếu mạnh ánh sáng Mặt trời, từ đó có thể nhìn thấy như một tia sáng nhỏ lướt qua trên đường chân trời.

Trong tín hiệu gửi về mặt đất của Sputnik 1 còn có thông tin về nhiệt độ bên trong quả cầu. Thông tin này có thể hữu ích trong việc dự đoán thiên thạch, bởi phần bên trong quả cầu của vệ tinh được lấp đầy bởi khí ni-tơ dưới áp suất nhất định. Nếu có va chạm với thiên thạch, tín hiệu sẽ hiển thị dưới dạng thay đổi nhiệt độ. Tuy nhiên, thông tin này chưa bao giờ được Liên Xô xác nhận.

Mặc dù chỉ được thiết kế để ở trên không trung khoảng hai tuần, nhưng điều kỳ diệu là viên pin hoạt động ngoài mong đợi, tiếp tục phát tín hiệu về Trái Đất cho đến ngày thứ 22 kể từ lúc phóng. Sau khi viên pin trên bo mạch chủ bị hỏng, vệ tinh ngừng phát sóng và lặng lẽ rời khỏi quỹ đạo 90 ngày sau đó.

Trước khi lao vào bầu khí quyển Trái Đất và bốc cháy vào ngày 4/1/1958, Sputnik 1 đã kịp hoàn thành 1400 vòng trên quỹ đạo Trái Đất, với chặng đường tổng cộng hơn 70 triệu km, để lại một di sản khoa học vô cùng đặc biệt và luôn là một chủ đề thú vị được người ta bàn tán qua hàng thập kỷ. 

Sputnik 1 cũng gieo một hạt mầm vào công cuộc phát triển vệ tinh định vị. Hai nhà khoa học người Mỹ William Guier và George Weiffenbach đã nhân sự kiện này, thu sóng vô tuyến mỗi lần vệ tinh vượt qua trên bầu trời để tìm ra quỹ đạo vệ tinh nhờ hiệu ứng Doppler. Từ dữ liệu đó, các nhà khoa học có thể xây dựng một hệ thống với dữ liệu vệ tinh có sẵn (dự đoán được), nhờ hiệu ứng dịch chuyển Doppler, một thiết bị thu tại mặt đất sẽ được dùng để xác định vị trí.

Nghị sĩ Bennet của Mỹ ngồi bên hai mô hình tỉ lệ 1:1 của vệ tinh Vanguard 2 trên bàn. Tấm ảnh này được chụp khoảng bốn tháng trước khi vệ tinh Sputnik 1 của Nga bay vào vũ trụ. 

Sputnik 2 – thử đưa động vật lên vũ trụ

Ngay sau thành công của Sputnik 1, lãnh đạo Nikita Sergeyevich Khrushchyov tiếp tục yêu cầu Korolev chế tạo thiết bị không gian thứ hai nhân dịp 40 năm kỷ niệm Cách mạng Tháng Mười Nga. Vào ngày 3/11/1957, tức sau đó một tháng, “viên đạn hình nón” Sputnik 2 trở thành phi thuyền thứ hai trên thế giới được phóng vào không gian. Chiếc phi thuyền gần nửa tấn có chiều cao 4m, đường kính đế 2m. Ngoài việc mang theo khối chương trình, thiết bị phát vô tuyến, hệ thống viễn trắc, điều hòa nhiệt độ, và các thiết bị khoa học thì Sputnik 2 còn thực hiện sứ mệnh chở theo sinh vật sống đầu tiên bay vòng quanh Trái đất.

So với người tiền nhiệm của nó thì sứ mạng của Sputnik 2 có những chỉnh sửa về quỹ đạo bay và hệ thống điều khiển nhằm tiết kiệm nhiên liệu và giảm khối lượng tàu. Ngoài ra, thay vì ngắt động cơ đẩy phản lực sau một thời gian nhất định thì Korolev để cho tên lửa tiếp tục đốt cháy toàn bộ nhiên liệu trong quá trình bay. Mỗi chu kỳ của tàu kéo dài 103.73 phút. Và để tránh lãng phí năng lượng khi vượt khỏi tầm theo dõi của trạm mặt đất thì cứ mỗi 90 phút, vệ tinh lại truyền dữ liệu đi trong 10 phút…

Tuy nhiên, nâng cấp đặc biệt nhất cho Sputnik 2 chính là khả năng chuyên chở cô chó 3 tuổi Kudryavka (sau này đổi tên thành Laika). Vượt qua chín ứng cử viên tiềm năng khác trong những đợt kiểm tra khả năng thích ứng khắc nghiệt, Laika được chọn để thành “phi hành gia” chính thức. Trước khi cất cánh, cô chó được phẫu thuật cấy thiết bị kiểm tra thông số sức khỏe vào cơ thể, sau đó trở về thăm nhà một lúc. 

Dưới gia tốc tương đối gấp 5 lần gia tốc rơi tự do trong thời gian tàu cất cánh, nhịp thở và nhịp tim của Laika tăng gấp 3, 4 lần. Trong ba quỹ đạo đầu, cảm biến cho thấy chỉ số sức khỏe của cô vẫn ổn định, nhưng ở quỹ đạo tiếp theo, nhiệt độ trong buồng tăng lên 43 độ C. Ngày hôm sau, trạm mặt đất chỉ ghi nhận được duy nhất nhịp tim. Hai hôm sau nữa thì không còn dấu hiệu sự sống nào trên tàu. Nhiệm vụ của tàu Sputnik 2 cũng kết thúc vào ngày 10/11 khi tàu dùng hết năng lượng và ngừng truyền tín hiệu về trạm mặt đất. Dẫu dấy lên nhiều chỉ trích về tính nhân đạo của sứ mệnh Sputnik 2, hành trình chết chóc không thể tránh khỏi của Laika đã chứng minh rằng dưới bàn tay của con người, dù là không gian ngoài hành tinh xanh vẫn có khả năng duy trì sự sống.

Hoa Kỳ rốt ráo theo sau

Vanguard 1A

Cho đến tháng 12/1957, Phòng Thí nghiệm Nghiên cứu Hải quân (NRL) của Hoa Kỳ cuối cùng đã tiến đến giai đoạn phóng “Dự án Vanguard” (chuẩn bị từ Năm Vật lý Địa cầu Quốc tế) nhằm đáp trả động thái của Liên Xô. Dự án Vanguard được thực hiện nhằm đưa vệ tinh hình cầu Vanguard 1A vào không gian. Vào ngày 6/12/1957, hình ảnh tên lửa Vanguard TV3 từ trung tâm vũ trụ Cape Canaveral (Florida) xuất hiện trên sóng truyền hình, và những gì diễn ra sau đó có lẽ là sự kiện ngoạn mục và đáng nhớ nhất lịch sử truyền hình nước Mỹ thời bấy giờ. Sau vài giây khai hỏa, tên lửa Vanguard rơi từ độ cao 1.2m xuống bệ phóng  LC-18A và làm nổ tung cả bệ phóng. Uy tín của xứ sở cờ hoa bị sứt mẻ nghiêm trọng sau thất bại này. Bằng chứng là nhanh chóng sau đó, những cái tên đầy giễu cợt như “Flopnik”, “Kaputnik” hay “Oopsnik” xuất hiện trên các trang báo Hoa Kỳ. Đại biểu của Liên Xô cũng ngỏ lời tại Liên Hợp Quốc với mong muốn được viện trợ cho một nước “kém phát triển” là Mỹ, mỉa mai việc Mỹ luôn tự hào là cường quốc số một về công nghệ.

Yuri Gagarin (trái) và Korolev. Ảnh: apollo11space.com

Explorer 1

Vanguard là niềm hy vọng lớn nhất của Mỹ thời bấy giờ, nhưng không phải là duy nhất. Từ năm 1954, dự án Orbiter đã được hải quân và quân đội Hoa Kỳ đệ trình nhằm phóng một vệ tinh khoa học ngay trong năm Vật lý Địa cầu Quốc tế. Tuy nhiên, chính quyền của Tổng thống Eisenhower đã ưu ái tài trợ cho dự án Vanguard bởi động cơ phản lực của nó được hải quân quảng cáo là “phi quân sự” hơn. Sau Vanguard, Mỹ nhanh chóng hồi sinh lại dự án Orbiter để bắt kịp Liên Xô. Vệ tinh Explorer 1 được JPL thiết kế và chế tạo với tiêu chí giảm khối lượng, tăng mức độ tin cậy bằng cách đơn giản hóa các thiết bị. Tên lửa Jupiter-C được nâng cấp từ Jupiter-A tại Cơ quan Tên lửa Đạn đạo Quân đội (ABMA), chỉ đạo bởi giám đốc Wernher von Braun. 

Sau đợt hoãn phóng do điều kiện thời tiết vào ngày 28, Explorer 1 cuối cùng đã trở thành vệ tinh bay quanh Trái Đất thành công đầu tiên của Hoa Kỳ vào ngày 31/1/1958. Explorer 1 lập công lớn trong việc phát hiện vành đai bức xạ Van Allen (đặt tên theo nhà khoa học James Van Allen tại Đại học Iowa) khi mà cảm biến trên vệ tinh cho thấy sự không đồng đều của mật độ tia vũ trụ tại các độ cao khác nhau. Đây là một trong những phát kiến nổi trội ngay trong năm Vật lý Địa cầu.

Vanguard 1, 2 và SCORE

Tiếp nối thành tựu của Explorer 1, Mỹ có những bức phá mới mẻ cho công nghệ vệ tinh là Vanguard 1, 2 thuộc Dự án Vanguard của Hải quân Hoa Kỳ và vệ tinh SCORE của ABMA.

Vanguard 1 của Phòng Thí nghiệm Hải quân Mỹ là vệ tinh thứ 4 được phóng thành công (vào ngày 17/3/1958), và là vệ tinh đầu tiên sử dụng năng lượng điện mặt trời. Do hình dạng đối xứng của nó, Vanguard 1 được các nhà thí nghiệm sử dụng để xác định mật độ khí quyển phía trên như một hàm của độ cao, vĩ độ, mùa và hoạt động Mặt Trời. Mặc dù thông tin liên lạc với vệ tinh bị mất vào năm 1964, nó và tầng phía trên cùng của tên phóng phóng có thể được xem là vật thể cổ nhất do con người tạo ra vẫn còn trên quỹ đạo. 

Trong khi đó, SCORE (18/12/1958) là vệ tinh liên lạc đầu tiên của nhân loại sử dụng truyền dữ liệu bằng thuyết bị chuyển tiếp quỹ đạo. Thử nghiệm nhằm kiểm tra tính khả thi và khám phá các vấn đề liên quan đến việc sử dụng vệ tinh cho các mục đích liên lạc đã diễn ra thuận lợi: Vệ tinh phát thông điệp Giáng sinh từ Tổng thống Hoa Kỳ Dwight D. Eisenhower qua bước sóng ra-đi-ô ngắn thông qua một máy ghi âm trên tàu. Với tư cách là một chiến lược địa chính trị, SCORE đã đặt Hoa Kỳ ngang hàng công nghệ với Liên Xô.

Là vệ tinh thời tiết đầu tiên và là một trong những sứ mệnh không gian quỹ đạo đầu tiên, Vanguard 2, được phóng vào ngày 17/2/1959 trên tên lửa Vanguard SLV-4, là một cột mốc quan trọng trong Cuộc đua Không gian giữa Hoa Kỳ và Liên Xô. Nó được thiết kế để đo sự phân bố mây che phủ vào phần ban ngày của quỹ đạo trong khoảng thời gian 19 ngày và cung cấp thông tin về mật độ khí quyển trong suốt thời gian tồn tại khoảng 300 năm còn lại.

Sự thành lập NASA

Chuỗi sự kiện Sputnik vẫn khiến cho người Mỹ đứng ngồi không yên, bởi lẽ từ việc phát triển và phóng vệ tinh cho đến việc phát triển tên lửa mang đầu đạn xuyên lục địa cách nhau không hề xa. Tháng 7/1958, Tổng thống Mỹ khi đó là Dwight D. Eisenhower đệ trình Quốc hội Hoa Kỳ về việc cấp ngân sách thành lập Cơ quan Hàng không Vũ trụ Hoa Kỳ (NASA) cũng như Cơ quan Chỉ đạo các Dự án Nghiên cứu Quốc phòng Tiên tiến (ARPA) – tiền thân của  DARPA ngày nay phục vụ cho mục đích quân sự.

Ủy ban Cố vấn Hàng không Quốc gia (NACA) cũng bị giải thể nhằm liên kết nguồn lực và tập trung ưu tiên phát triển khoa học – công nghệ cho một cơ quan duy nhất. Vào ngày 1/10/1958, NASA chính thức tham chiến trên trường đua không gian với mục đích hướng tới những ứng dụng khoa học hòa bình, và cũng để vượt mặt Liên Xô. 

Thật vậy, NASA từ một tên tuổi non trẻ trong làng công nghệ vũ trụ trở thành một cái tên dẫn đầu, đóng góp vào công cuộc phát triển vươn ra không gian của nhân loại. Những sự kiện tiếp nối sau đây cho thấy được trường đua giữa hai cường quốc hàng đầu thế giới khi đó đang nóng lên, được đẩy đến một giai đoạn cao trào mới, tranh đua trong từng lĩnh vực, nhưng chung quy lại trong một bức tranh toàn cảnh về giai đoạn phát triển tột bậc trong công cuộc chinh phục không gian nói chung và công nghệ vệ tinh nói riêng.

Hệ thống định vị vệ tinh toàn cầu đầu tiên – NAVSAT

Ở thời điểm đó, hải quân Mỹ còn đang ấp ủ và phát triển tàu ngầm phóng tên lửa Polaris, mà định vị là một yếu tố sống còn để xác định vị trí của tàu, từ đó tiên đoán đường bay của tên lửa đạn đạo đến đánh trúng mục tiêu. Dưới sự tài trợ của hải quân Mỹ (USN), hai nhà khoa học William Guier và George Weiffenbach tại Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng (APL), Đại học Johns Hopkins, Mỹ, trước kia đã dùng tín hiệu của Sputnik 1 để tìm ra quỹ đạo, nay dưới sự hướng dẫn của tiến sĩ Richard Kershner, các ông tiếp tục dùng siêu máy tính điện tử (UNIVAC) thời đó để tính toán chuyên sâu. Từ đó APL đã được cấp kinh phí để biến những phép toán trên giấy, trở thành một hệ thống TRANSIT, tiền thân của mọi hệ thống định vị toàn cầu ngày nay. Vào năm 1959,  ARPA cũng trực tiếp tham gia vào việc phát triển hệ thống đặc biệt này hứa hẹn mở ra một kỷ nguyên mới.

Vệ tinh đầu tiên của Mỹ, Explorer 1. Ảnh: NASA

Thảo luận đường hướng phát triển với trưởng Trung tâm Nghiên cứu APL là ông Frank McClure, rằng nếu vị trí của vệ tinh là biết trước, do vệ tinh chuyển động nhanh trên quỹ đạo khi phát tín hiệu, từ đó sẽ tạo ra hiện tượng tín hiệu vô tuyến sẽ bị nén lại khi lại gần và giãn ra khi ra xa (hiệu ứng Doppler), một thiết bị thu nhận tín hiệu sẽ được dùng để xác định vị trí trên mặt đất dựa trên nguyên lý này.

Nguyên bản của TRANSIT gọi là Transit 1A được hoàn thiện vào năm 1958 và phóng vào tháng 9/1959, tuy nhiên đã thất bại trong việc đạt đến quỹ đạo cần thiết. Vệ tinh thứ hai được phóng mang tên Transit 1B đã được phóng thành công vào tháng 13/4/1960 bằng tên lửa Thor-Ablestar. Mặc dù chỉ có vòng đời 40 tháng, tuy nhiên vệ tin đã kịp cung cấp rất nhiều thông tin giá trị phục vụ cho quá trình nghiên cứu thử nghiệm diễn ra cùng năm. 

Cho đến năm 1960, hệ thống TRANSIT thử nghiệm gồm có 4 vệ tinh (hay còn gọi là chòm vệ tinh) tạo thành một mạng lưới liên tục quay quanh và phủ tín hiệu trên các vùng khác nhau Trái Đất, cho độ chính xác cao mà không bị ảnh hưởng do yếu tố thời tiết và cung cấp dữ liệu định vị ít nhất 1 giờ/lần. Hệ thống được thiết kế chuyên dụng cho bất cứ tàu thuyền nào dùng máy tính để biên dịch tín hiệu radio đã được mã hóa sang dạng kinh độ và vĩ độ phục vụ cho định vị. Từ tháng 6/1960 cho đến tháng 12/1961, một số nguyên bản thử nghiệm của Transit khác cũng tiếp tục được phóng lên, dùng năng lượng hạt nhân để cấp điện cho vệ tinh hoạt động.

Để giảm chi phí thử nghiệm và tăng hiệu quả sử dụng, Chance Vought/LTV Scout được chọn làm tên lửa phóng tiềm năng mới cho chương trình không gian bởi vì giá thành cạnh tranh. Tuy nhiên tên lửa Scout lại có yêu cầu đặc biệt về khối hàng có thể mang trong khi phóng, trong đó phải đáp ứng được khối lượng 54kg mỗi lần. Nhóm thiết kế phải phát triển lại một nguyên mẫu khác, tinh vi hơn nhiều so với dự kiến và phải đảm bảo chống chịu được rung lắc trong quá trình phóng. Phiên bản mới đầu tiên (Transit 5A-1) được phóng thành công vào quỹ đạo cực trên tên lửa Scout ngày 18/12/1962 được trang bị các tấm pin mặt trời nhằm duy trì hoạt động lâu dài cùng với cơ chế bung mở mới, tuy nhiên vệ tinh lại gặp trục trặc với hệ thống phát điện. Tiếp tục Transit 5A-2 được phóng bốn tháng sau đó nhưng lại thất bại trong việc đạt đến quỹ đạo cần thiết đến vận hành. Đến Transit 5A-3 được phóng vào 15/6/1963, với thiết kế mới về hệ thống cấp điện, tuy nhiên lại gặp vấn đề về bộ nhớ về việc thu nhận và lưu trữ thông tin định vị trong lúc khởi động, dẫn đến dao động kế bị thiếu ổn định. Dù 5A-3 không đủ chính xác để được dùng trong định vị nhưng đây là vệ tinh đầu tiên đạt được vùng ổn định trường hấp dẫn, và các chi tiết khác bên trong vệ tinh vẫn hoạt động tốt. Đến năm 1964 thì nó chính thức đưa vào ứng dụng thực tế cho hải quân Mỹ.

Liên Xô khẳng định vị thế

Luna 1, 2, 3

Đối trọng với những Explorer và Vanguard của Mỹ là chương trình Luna của Liên Xô hướng về Mặt Trăng, diễn ra vào năm 1959. Trước cả Sputnik 1, Sergei Korolev đã có những định hướng tiếp theo để nâng cấp tên lửa R-7 và chở thiết bị lên Mặt Trăng. Tuy nhiên, mãi đến năm 1958 thì ý tưởng của ông mới được chấp thuận khi ông trình lên một bức thư giải thích rằng tiềm năng công nghệ hiện thời của Liên Xô đã đủ chín muồi để thực hiện sứ mệnh này.

Được phóng vào ngày 2/1/1959, Luna 1 là tàu vũ trụ đầu tiên đi đến đến vùng lân cận của Mặt trăng của Trái đất, và là vệ tinh đầu tiên được đặt trong quỹ đạo nhật tâm giữa Trái Đất và Hỏa Tinh (nên nó còn có biệt danh là Hành tinh Nhân tạo 1). Vệ tinh này vẫn trung thành với thiết kế hình cầu như Sputnik với 5 ăng-ten chỉa ra từ một bên bán cầu. Nhiệm vụ chính của Luna 1 là đo nhiệt độ và áp suất bên trong thiết bị, nghiên cứu thành phần vật chất của môi trường liên hành tinh, đo từ trường của Trái Đất và Mặt Trăng, nghiên cứu các tính chất của tia vũ trụ…Luna 1 cũng đã mang về những dữ liệu quý giá về vành đai bức xạ Van Allen, phát hiện Mặt Trăng không có từ trường, và lần đầu tiên xác định gió Mặt Trời – dòng chảy plasma len lỏi trong môi trường liên hành tinh tỏa ra từ Mặt trời.

Luna 2, phóng vào ngày 12/9/1959, là vệ tinh đầu tiên chạm vào bề mặt Mặt Trăng. Luna 2 chạm vào bề mặt phía Đông của biển Serenitatis, gần các hố Aristides, Archimedes, và Autolycus. Thiết kế của thiết bị cũng tương tự như Luna 1, cũng có bộ đếm nhấp nháy, từ kế, và cảm biến vi thiên thạch, cờ đuôi nheo Liên Xô, và không có hệ thống đẩy phản lực. Luna 2 xác nhận một lần nữa rằng Mặt Trăng không có từ trường và vành đai bức xạ.

Luna 3 được phóng vào ngày 4/10/1959 với khối lượng nhỏ hơn (278.5kg) so với hai tàu trước (có khối lượng hơn 350kg). Đây là thiết bị đầu tiên gửi về bức ảnh vùng tối của Mặt Trăng. Về mặt thiết kế, tàu thăm dò không gian Luna 3 là một ống hình trụ với các đầu hình bán cầu và một mặt bích rộng gần đỉnh. Một số tấm pin lượng mặt trời được gắn ở bên ngoài, cung cấp năng lượng cho các pin ở bên trong. Đặc biệt, phần nội thất của tàu chứa các máy ảnh và hệ thống xử lý phim ảnh, máy phát vô tuyến, pin lưu trữ, thiết bị con quay hồi chuyển và quạt tản nhiệt để kiểm soát nhiệt độ. Luna 3 được ổn định quay trong phần lớn thời gian bay, nhưng hệ thống kiểm soát tư thế ba-trục của sẽ được kích hoạt trong khi chụp ảnh. Nhờ công nghệ xử lý máy tính, một bản đồ khảo sát địa hình đã mang đến cái nhìn mới mẻ về những rặng núi rất khác biệt của mặt tối. Đồng thời, từ những bức ảnh mang về, người ta phát hiện phía bên kia Mặt Trăng chỉ có hai biển là Moscovrae (Biển Moscow) và Desiderii (Biển Giấc Mơ). 

Ở giai đoạn này, đa số các vệ tinh quanh Trái Đất đều không có thời lượng sử dụng cũng như ở trên quỹ đạo lâu, nhiều nhất cũng chỉ vài tháng, tuy nhiên đây là những bước chập chững ban đầu, chuẩn bị cho màn đổ bộ tàu và thiết bị không người lái lên Mặt Trăng của Liên Xô và sự kiện lịch sử đưa con người lên Mặt Trăng của Mỹ mà chúng tôi sẽ giới thiệu chi tiết ở phần tiếp theo của chuỗi bài Hành trình phát triển Công nghệ Vệ tinh.

Người anh hùng

Tuy nước Mỹ có những nỗ lực vực dậy tương đối mạnh mẽ, Liên Xô vẫn là cường quốc có nhiều kinh nghiệm hơn trong khám phá không gian. Bằng chứng là vào ngày 12/4/1961, họ tiếp tục chinh phục một cột mốc vĩ đại nữa của nhân loại – chuyến bay vũ trụ có con người đầu tiên. Vostok 1 là dự án đầu tiên trong chương trình Vostok của Liên Xô, gắn liền với phi hành gia huyền thoại Yuri Gagarin.

Gagarin sinh ra ở làng Klushino, thuộc chủ thể Smolensk Oblast. Khi còn trẻ, ông từng là công nhân lò đúc ở nhà máy Lyubertsy, sau đó tham gia vào không quân và trở thành phi công cho căn cứ Luostari gần biên giới với Na Uy. Trước khi thực hiện chuyến bay định mệnh, Gagarin cũng từng luyện tập trong trung tâm nghiên cứu khoa học và huấn luyện phi hành gia (sau này mang tên ông). Vượt qua 20 đối thủ khác về những tiêu chuẩn thể chất, tính thần và trí tuệ gắt gao, Gagarin tiếp tục trải qua những bài luyện tập khắc nghiệt không kém gì của các vận động viên Olympic. Vào ngày 30/5/1960, Bộ Sáu Vanguard (Vanguard Six) được chọn để tiếp tục tìm ra ứng cử viên xứng đáng nhất. Qua những thử thách mô phỏng điều kiện khắc nghiệt của chuyến bay như sự thiếu hụt oxy, lực li tâm lớn, hay sự cô độc trong buồng lái, Gagarin trở thành gương mặt nổi bật nhất với khả năng tư duy cao, kiến thức bậc cao vững chắc, trí nhớ siêu việt, độ nhạy bén với môi trường, sự bình tĩnh trong giải quyết vấn đề cũng như trí tưởng tượng vượt trội…

Người giám sát và chỉ huy cho chuyến bay Vostok 1 không ai khác ngoài Sergei Korolev. Lời tạm biệt mà Gagarin dành cho Korolev khi tên lửa Vostok-K cất cánh “Poyekhali!” (Ta cùng đi nào) được các nước ở khối phía Đông dùng khi muốn ám chỉ kỷ nguyên mới của khám phá không gian. Năm động cơ tầng thứ nhất (tầng đẩy phụ) khai hoả cho đến giai đoạn tách ra đầu tiên. Tiếp theo, bốn động cơ đẩy phụ rơi ra khỏi tầng thứ hai (tầng trung tâm). Sau đó, tầng trung tâm rời ra khi tên lửa tiến vào quỹ đạo phụ. Tầng thứ ba (tầng phía trên) đưa Gagarin vào quỹ đạo chính rồi cũng nhanh chóng tách ra sau khi hoàn tất nhiệm vụ. Gagarin hoàn thành một vòng quỹ đạo trong 108 phút rồi trở về Trái Đất, hạ cánh ở Kazakhstan, chính thức trở thành người đầu tiên du hành không gian. Yuri Gagarin sau đó được phong tặng nhiều chức vụ, danh hiệu, nhưng cao quý nhất vẫn là Người Anh hùng của dân tộc Nga.

Cái giá của sự tham vọng

Không chỉ có đầu tư về sức người, sức của mà góp phần làm nên thành công của sứ mệnh lịch sử Apollo còn là tính mạng của những con người yêu nước ưu tú. Từ thời NACA, đã có nhiều phi công hy sinh khi cố gắng đưa phi cơ vượt qua giới hạn âm thanh, đầu tiên là Howard C. Lilly vào năm 1948, sau đó một tháng là Glen W. Edwards và các đồng đội. Có thời kỳ trong năm 1952 mà mỗi tháng lại có đến bảy phi công tử nạn tại căn cứ không quân Edwards. 

Đến thời của NASA, một đàn ngỗng bị hút vào trong động cơ T-38 của Theodore Freeman vào năm 1964. Vào tháng 2/1966 phi cơ của Eliot See và Charles Bassett bị rơi khi gặp phải điều kiện thời tiết xấu. Thậm chí trong nhiệm vụ không gian đầu tiên của mình cũng vào năm 1966, Neil Armstrong và David Scott cũng từng đối mặt với tử thần khi tàu Gemini 8 mất kiểm soát và bắt đầu xoay vòng trong không gian, nhưng may mắn là họ đã kịp thời sửa chữa hư hỏng và hạ cánh thành công. Thế rồi tai nạn thảm khốc nhất lại diễn ra vào tháng một năm sau khi mà tàu Apollo 1 bốc cháy cùng với ba phi hành gia bị mắc kẹt trên khoang khi tên lửa Saturn thậm chí vẫn chưa rời khỏi mặt đất của trung tâm vũ trụ Kennedy. NASA đối mặt với nhiều chỉ trích từ Quốc hội, công chúng, và cả những nhân vật nội bộ. Tuy nhiên, Armstrong, Aldrin, Michael Collins và đội ngũ điều phối viên ở NASA không phải những  người sẽ chỉ chắp tay cầu nguyện hay phó mặc cho số phận. Tất cả các viễn cảnh đều được dự đoán và diễn tập xử lý trước. Cứ mỗi giờ của nhiệm vụ sẽ tương đương với 7 – 8 giờ diễn tập. 

Chính nhờ những hy sinh, nỗ lực phi thường này, những con người vĩ đại ấy đã mở đường cho màn hạ cánh trên Mặt Trăng có thể nói là vô tiền khoáng hậu cho nhân loại, đưa con người vào một kỷ nguyên chinh phục không gian mới, khai mở hiểu biết của nhân loại về vũ trụ bao la; cũng như là bàn đạp vô cùng vững chắc cho những hành trình vươn tới tận cùng trong vũ trụ sau này.□