Con người luôn ngước nhìn bầu trời đêm và mơ ước về không gian.
Trong nửa sau của thế kỷ 20, các tên lửa đủ mạnh để vượt qua lực hấp dẫn và đạt đến vận tốc quỹ đạo đã được phát triển, mở đường cho việc khám phá không gian trở thành hiện thực.
Kể từ khi vệ tinh nhân tạo đầu tiên được phóng vào năm 1957, các phi hành gia đã du hành đến Mặt Trăng, các tàu thăm dò đã khám phá hệ Mặt Trời, và các thiết bị trong không gian đã phát hiện ra hàng nghìn hành tinh quanh các ngôi sao khác.
Loài người bắt đầu vươn ra không gian vào ngày 4 tháng 10 năm 1957, khi Liên Xô phóng Sputnik, vệ tinh nhân tạo đầu tiên bay quanh Trái Đất. Sự kiện này diễn ra trong thời kỳ Chiến tranh Lạnh, giai đoạn đối đầu giữa Liên Xô và Hoa Kỳ.
Việc phóng Sputnik đã đưa cuộc Chiến tranh Lạnh lên một mặt trận mới – không gian. Cuộc chạy đua vào không gian, một cuộc cạnh tranh về danh tiếng và tầm ảnh hưởng, là một khía cạnh ít bạo lực hơn của Chiến tranh Lạnh. Đây cũng là một chiến lược quyền lực mềm nhằm thu hút sự ủng hộ từ các quốc gia không liên kết.
Trong nhiều năm, hai siêu cường đã chạy đua phát triển các tên lửa đạn đạo liên lục địa (ICBM) có khả năng mang vũ khí hạt nhân xuyên lục địa. Tại Liên Xô, nhà thiết kế tên lửa Sergei Korolev đã phát triển ICBM đầu tiên, một loại tên lửa có tên R7, chính thức khởi đầu cuộc chạy đua vào không gian. Cuộc cạnh tranh này chiếm sóng tin tức toàn cầu khi Sputnik được phóng lên. Được đưa lên bằng một tên lửa R7, Sputnik phát ra tín hiệu radio dưới dạng tiếng “bíp” mà các trạm mặt đất có thể bắt được.
Sau khi vào không gian, Sputnik quay quanh Trái Đất mất 96 phút mỗi vòng. Tín hiệu radio của nó được thu nhận từ mặt đất khi vệ tinh bay qua, chứng minh rằng Sputnik thực sự đang hoạt động trên quỹ đạo. Hoa Kỳ ngạc nhiên khi thấy Liên Xô vượt mặt trong lĩnh vực không gian. Hơn nữa, có một nỗi lo rằng Liên Xô giờ đây có thể phóng bom hạt nhân đến lãnh thổ Hoa Kỳ mà không cần máy bay hay tàu chiến.
Đến từ nước Đức
Nguồn gốc của cuộc chạy đua vào không gian đã xuất hiện trước khi Thế chiến II kết thúc. Khi đó, Đức là nước dẫn đầu thế giới về công nghệ tên lửa, với việc chế tạo V2 – loại tên lửa tầm xa đầu tiên được sử dụng trong chiến tranh. Loại vũ khí này đã thúc đẩy cả Hoa Kỳ và Liên Xô phát triển công nghệ tên lửa vũ trụ, cho thấy bản chất kép của công nghệ tên lửa: vừa phục vụ chiến tranh, vừa có thể dùng để khám phá không gian. Trước khi Sputnik được phóng, Hoa Kỳ đã bắt đầu phát triển năng lực phóng vệ tinh.
Hoa Kỳ đã thất bại hai lần trong việc đưa vệ tinh lên không gian trước khi thành công với Explorer vào ngày 31 tháng 1 năm 1958. Explorer mang theo một số thiết bị khoa học, bao gồm một máy đếm Geiger để phát hiện tia vũ trụ. Thí nghiệm này, do nhà nghiên cứu James Van Allen thực hiện, cùng với dữ liệu từ các vệ tinh sau đó, đã chứng minh sự tồn tại của vành đai bức xạ Van Allen bao quanh Trái Đất.
Nhóm thực hiện vụ phóng vệ tinh đầu tiên của Hoa Kỳ phần lớn là các kỹ sư tên lửa người Đức, từng phát triển tên lửa đạn đạo cho Đức Quốc xã. Làm việc cho quân đội Hoa Kỳ tại Redstone Arsenal ở Huntsville, Alabama, nhóm kỹ sư này được dẫn dắt bởi Wernher von Braun – người từng đứng đầu chương trình tên lửa V2 của Đức. Ông và nhóm của mình đã phát triển tên lửa Jupiter C, hay còn gọi là Juno, dựa trên V2. Von Braun sau đó trở thành lãnh đạo chương trình tên lửa của Hoa Kỳ, điều hành Trung tâm Chuyến bay Không gian Marshall tại Huntsville cho đến năm 1970.
Trước đó, khi Thế chiến II kết thúc, cả Liên Xô và Hoa Kỳ đều tranh giành để tuyển dụng các kỹ sư và nhà khoa học tên lửa của Đức nhằm cải thiện chương trình tên lửa của mình. Cả hai chính phủ đều muốn nâng cấp công nghệ quân sự. Von Braun cùng hầu hết các cộng sự hàng đầu của ông đã tìm cách đầu hàng quân đội Hoa Kỳ, vì họ muốn làm việc cho Hoa Kỳ hơn là Liên Xô. Các chuyên gia người Đức, cùng với một số tên lửa và thiết kế của họ, đã được đưa đến Hoa Kỳ trong Chiến dịch Kẹp giấy (Operation Paperclip, ban đầu gọi là Project Overcast).
Trong khi Hoa Kỳ tiếp nhận von Braun và nhóm của ông (trừ Helmut Gröttrup, chuyên gia về hệ thống dẫn đường của V2), Liên Xô lại thu hút được nhiều nhân lực kỹ thuật người Đức hơn Hoa Kỳ. Các tài năng trong nước đóng vai trò lãnh đạo lớn hơn trong chương trình không gian của Liên Xô so với Hoa Kỳ.
Von Braun và nhiều người trong nhóm ông từng là thành viên của Đảng Quốc xã Đức. Ông còn là một sĩ quan trong SS, lực lượng bán quân sự của Quốc xã, và đã quản lý hoạt động khoa học tại nhà máy Mittelwerk, nơi sử dụng lao động cưỡng bức. Lãnh đạo Hoa Kỳ ít quan tâm đến quá khứ Quốc xã của họ mà chủ yếu muốn khai thác chuyên môn kỹ thuật để đánh bại Nhật Bản, và sau đó là giành lợi thế trước Liên Xô. Nhiều quan chức Hoa Kỳ đã che giấu quá khứ Quốc xã của các kỹ sư Đức này để khiến việc hợp tác với họ trở nên dễ chấp nhận hơn với công chúng Mỹ.
Năm 1958, mặc dù ban lãnh đạo NASA gần như hoàn toàn gồm những người đàn ông da trắng, nhiều người trực tiếp thực hiện công việc như nhà toán học, vật lý học và kỹ sư để đưa phi hành gia và máy móc vào không gian lại đến từ các sắc tộc ít được chú ý và phụ nữ thuộc mọi sắc tộc. Một số người da màu đóng vai trò quan trọng tại NASA bao gồm các nhà toán học Katherine Johnson và Josephine Jue, cùng các kỹ sư Miguel Hernandez và Walter Applewhite.
Các hoạt động khám phá không gian ở Hoa Kỳ được hợp nhất vào một cơ quan chính phủ mới, Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc gia (NASA). Khi bắt đầu hoạt động vào tháng 10 năm 1958, NASA tiếp nhận Ủy ban Cố vấn Quốc gia về Hàng không (NACA) và một số cơ sở nghiên cứu, quân sự khác, bao gồm Cơ quan Tên lửa Đạn đạo Lục quân (Redstone Arsenal) ở Alabama.
Tên lửa R7 của Korolev là nền tảng cho dòng tên lửa tạo nên những thành công phóng đầu tiên, kể cả Soyuz vẫn được sử dụng cho đến ngày nay. Chương trình không gian của Liên Xô có các nhóm đối thủ cùng phát triển những thiết kế cạnh tranh.
Ảnh hưởng của von Braun không chỉ giới hạn trong giới khoa học tên lửa và những người đam mê không gian. Ông trở nên nổi tiếng khi tham gia ba chương trình truyền hình đặc biệt của Disney về không gian vào giữa những năm 1950. Trong khi đó, vai trò và thành tựu của Korolev, người đồng cấp phía Liên Xô, phần lớn bị chính phủ che giấu.
Cả Korolev và von Braun đều có chung khát vọng khám phá không gian, dù chính phủ của họ ưu tiên sử dụng công nghệ tên lửa cho mục đích quân sự.
Thành tựu Liên Xô
Dù Korolev đóng vai trò quan trọng trong những thành công ban đầu của chương trình không gian Liên Xô, ông từng là nạn nhân của một cuộc thanh trừng chính trị dưới thời lãnh đạo Liên Xô Joseph Stalin nhưng được triệu hồi từ nhà tù để lãnh đạo chương trình phát triển tên lửa vào năm 1944. Sau khi biết về kế hoạch của Hoa Kỳ phóng vệ tinh nhân tạo, chính Korolev đã thuyết phục và thúc đẩy chính phủ Liên Xô thực hiện trước, với việc phát triển tên lửa N1.
Chuỗi chiến thắng của Liên Xô không dừng lại ở đó. Một tháng sau khi Sputnik được phóng, vào ngày 3 tháng 11 năm 1957, Liên Xô tiếp tục đạt được một thành tựu ấn tượng hơn với Sputnik II, vệ tinh mang theo một sinh vật sống – chú chó Laika.
Người đầu tiên bay vào không gian là phi hành gia Liên Xô Yuri Gagarin, người đã bay một vòng quanh Trái Đất vào ngày 12 tháng 4 năm 1961 trong chuyến bay kéo dài 108 phút. Chỉ hơn ba tuần sau, NASA phóng phi hành gia Alan Shepard vào không gian, nhưng chỉ là chuyến bay cận quỹ đạo – nghĩa là lên không gian nhưng không bay quanh Trái Đất. Chuyến bay của Shepard chỉ kéo dài hơn 15 phút.
Bên cạnh việc phóng vệ tinh nhân tạo đầu tiên, chú chó đầu tiên và con người đầu tiên vào không gian, ngành vũ trụ Liên Xô dưới sự lãnh đạo của Korolev còn đạt được nhiều cột mốc quan trọng khác trước Hoa Kỳ. Một trong số đó là Luna 2, trở thành vật thể nhân tạo đầu tiên tiếp cận Mặt Trăng vào năm 1959. Ngay sau đó, Liên Xô tiếp tục phóng Luna 3. Chưa đầy bốn tháng sau chuyến bay của Gagarin vào năm 1961, Liên Xô tiếp tục đưa một phi hành gia bay quanh Trái Đất trong suốt một ngày. Liên Xô cũng thực hiện chuyến đi bộ ngoài không gian đầu tiên và phóng tàu Vostok 6, đưa Valentina Tereshkova trở thành người phụ nữ đầu tiên bay vào không gian. Korolev đã chuẩn bị để đưa một phi hành gia Liên Xô lên Mặt Trăng, là giai đoạn cuối của cuộc chạy đua không gian thời điểm đó.
Hạ cánh lên Mặt Trăng
Ba tuần sau chuyến bay của Shepard, vào ngày 25 tháng 5, Tổng thống Hoa Kỳ John F. Kennedy đã thách thức đất nước với một mục tiêu đầy tham vọng, tuyên bố: “Tôi tin rằng quốc gia này nên cam kết đạt được mục tiêu, trước khi thập kỷ này kết thúc, đưa một người lên Mặt Trăng và đưa anh ta trở về Trái Đất an toàn.”
Trong những năm 1960, NASA đã đạt được nhiều tiến bộ hướng đến mục tiêu của Kennedy thông qua Chương trình Gemini, nơi các phi hành gia thử nghiệm công nghệ cần thiết cho những chuyến bay tương lai đến Mặt Trăng và kiểm tra khả năng chịu đựng của con người trong không gian trong nhiều ngày. Chương trình Gemini được tiếp nối bởi Chương trình Apollo, đưa các phi hành gia bay quanh quỹ đạo Mặt Trăng và đặt chân lên bề mặt Mặt Trăng trong giai đoạn sau đó.
Trong những năm 1960, các tàu vũ trụ không người lái đã chụp ảnh và nghiên cứu Mặt Trăng trước khi các phi hành gia hạ cánh.
Ngày 20 tháng 7 năm 1969, phi hành gia Neil Armstrong đã thực hiện “bước nhảy vĩ đại cho nhân loại” khi đặt chân lên Mặt Trăng. Sáu sứ mệnh Apollo đã được thực hiện để khám phá Mặt Trăng từ năm 1969 đến 1972.
Trong các sứ mệnh hạ cánh lên Mặt Trăng, các phi hành gia đã thu thập mẫu đá và bụi, giúp các nhà khoa học tiếp tục nghiên cứu về vệ tinh này cho đến ngày nay.
Khi chương trình không gian có người lái của Hoa Kỳ phát triển, chương trình của Liên Xô bắt đầu suy yếu. Nội bộ có sự bất đồng về việc có nên đưa con người lên Mặt Trăng hay không. Tuy nhiên, một yếu tố quan trọng hơn là cái chết của Korolev sau một ca phẫu thuật thất bại vào năm 1966.
Tương lai của khám phá không gian
Việc khám phá không gian hiện đại đang tiến xa hơn bao giờ hết. Sao Hỏa là trọng tâm của các sứ mệnh vũ trụ hiện nay, và khám phá sao Hỏa có người lái là mục tiêu dài hạn của Hoa Kỳ. NASA đang trong hành trình hướng tới sao Hỏa, với mục tiêu đưa con người lên Hành tinh Đỏ vào những năm 2030.
NASA và các đối tác đã phóng nhiều tàu quỹ đạo, tàu đổ bộ và robot tự hành, giúp mở rộng hiểu biết của chúng ta về hành tinh này. Robot Curiosity đã thu thập dữ liệu bức xạ để bảo vệ các phi hành gia trong tương lai, và tàu MARS 2020 Rover sẽ nghiên cứu khả năng tồn tại của oxy và các tài nguyên khác trên sao Hỏa.
Một số cột mốc đáng lưu ý của ngành không gian
Vào tháng 4 năm 1981, vụ phóng tàu con thoi Columbia đã mở ra kỷ nguyên sử dụng tàu con thoi tái sử dụng cho hầu hết các sứ mệnh không gian dân sự và quân sự. Hai mươi tư lần phóng thành công đã đáp ứng nhiều yêu cầu khoa học và quân sự cho đến ngày định mệnh 28 tháng 1 năm 1986, khi chỉ 73 giây sau khi cất cánh, tàu con thoi Challenger phát nổ. Toàn bộ phi hành đoàn gồm bảy người thiệt mạng.
Thảm kịch tàu con thoi thứ hai xảy ra vào ngày 1 tháng 2 năm 2003, với việc tàu con thoi Columbia vỡ tan khi tái nhập vào khí quyển Trái Đất, khiến toàn bộ bảy phi hành gia thiệt mạng. Thảm kịch xảy ra trên bầu trời Texas, chỉ vài phút trước khi tàu dự kiến hạ cánh tại Trung tâm Vũ trụ Kennedy. Cuộc điều tra xác định nguyên nhân là do một mảnh vật liệu cách nhiệt từ bình nhiên liệu của tàu bị bong ra và làm hư hại cạnh cánh trái của tàu. Đây là vụ mất tàu con thoi thứ hai trong tổng số 113 chuyến bay tàu con thoi. Sau mỗi thảm họa, các hoạt động bay tàu con thoi bị đình chỉ trong hơn hai năm.
Chuyến bay cuối cùng của tàu con thoi kết thúc khi Atlantis hạ cánh vào ngày 21 tháng 7 năm 2011, khép lại chương trình tàu con thoi kéo dài 30 năm.
Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) là một phòng thí nghiệm nghiên cứu trên quỹ đạo thấp của Trái Đất. Với sự đóng góp từ nhiều đối tác trong việc thiết kế và xây dựng, trạm vũ trụ này đã trở thành biểu tượng của sự hợp tác trong lĩnh vực khám phá không gian, nơi mà các đối thủ trước đây nay cùng làm việc với nhau.
Trạm ISS đã có người sinh sống liên tục kể từ khi chuyến bay Expedition 1 đến vào tháng 11 năm 2000. Trạm được phục vụ bởi nhiều loại tàu vũ trụ khác nhau, bao gồm Soyuz và Progress của Nga; Dragon và Cygnus của Mỹ; H-II Transfer Vehicle của Nhật Bản; và trước đây là tàu con thoi của Mỹ và Automated Transfer Vehicle của châu Âu. Đến nay, trạm đã đón tiếp các phi hành gia, nhà du hành vũ trụ và du khách từ 17 quốc gia khác nhau.
Tàu con thoi là tàu vũ trụ tái sử dụng đầu tiên đưa con người vào quỹ đạo; phóng, thu hồi và sửa chữa vệ tinh; thực hiện nghiên cứu tiên tiến; và hỗ trợ xây dựng Trạm Vũ trụ Quốc tế. Ảnh: NASA
Trạm Vũ trụ Quốc tế. Ảnh: NASA
