Vũ khí siêu thanh: Mỹ bị tụt hậu, kỳ vọng vào công nghệ từ startup nhỏ

một ngày trướcBài gốc

Chuyến bay thử nghiệm động cơ siêu thanh đầu tiên thành công của Venus Aerospace. Ảnh: IE.

Trong nhiều thập kỷ, Mỹ đã tìm cách giành lợi thế trong công nghệ siêu thanh thông qua các chương trình chính phủ lớn, tốn kém và thường xuyên bị trì hoãn. Mặc dù Bộ Quốc phòng Mỹ đã xác định công nghệ siêu thanh là ưu tiên hàng đầu, nhưng Lầu Năm Góc vẫn đang tụt lại phía sau các đối thủ như Trung Quốc và Nga trong việc triển khai các phương tiện lướt siêu thanh có thể vận hành thực tế.

Dù các báo cáo có phần không khả quan, bước đột phá của một công ty khởi nghiệp có trụ sở tại Houston có thể chính là điều giúp Mỹ lấy lại lợi thế. Trong nỗ lực cách mạng hóa nền kinh tế siêu thanh, công ty Venus Aerospace gần đây đã đạt được một cột mốc quan trọng mà ngay cả các “ông lớn” cũng chưa làm được. Công ty này đã hoàn thành thành công chuyến bay thử đầu tiên tại Mỹ của động cơ tên lửa nổ xoay (RDRE) – một hệ thống đẩy được lên lý thuyết từ lâu, hứa hẹn mang lại tốc độ siêu nhanh, chi phí thấp và hiệu quả cao hơn.

Trong cuộc đua tốc độ, một loại động cơ tên lửa cách tân đã cất cánh

Chuyến bay gần đây của Venus Aerospace đánh dấu bước tiến quan trọng trong công nghệ động cơ, với tiềm năng ảnh hưởng đến khả năng tương lai của Mỹ, theo các nhà sáng lập công ty giải thích.

“Điều chúng tôi đang làm với động cơ nổ này không chỉ là đuổi kịp mà là nhảy vọt. Nó cho phép phát triển công nghệ siêu thanh với chi phí thấp, đây là một bước ngoặt lớn. Mặc dù Venus Aerospace tập trung vào lĩnh vực vận tải hành khách – điều đó sẽ mất thời gian do các rào cản về an toàn và quy định – nhưng chính công nghệ động cơ này có thể áp dụng ngay lập tức trong lĩnh vực quốc phòng”, ông Andrew Duggleby, đồng sáng lập kiêm Giám đốc công nghệ của Venus Aerospace, chia sẻ trong một cuộc phỏng vấn hồi tuần trước.

Khác với động cơ truyền thống, RDRE sử dụng sóng nổ tự duy trì quay quanh buồng đốt hình vòng. Quá trình này mang lại hiệu suất nhiệt động học cao hơn và lực đẩy lớn hơn trên mỗi đơn vị nhiên liệu so với các hệ thống thông thường. Cú nổ rất dữ dội và phức tạp, nhưng lợi ích đạt được rất lớn.

“Bởi vì vụ nổ tạo ra áp suất khởi điểm cao hơn, bạn có thể chuyển đổi năng lượng nhiều hơn. Lý thuyết nói rằng có thể tăng hiệu suất đến 30%, nhưng chỉ cần 10% thôi cũng rất tuyệt rồi. Để hình dung, từ góc nhìn thuần túy của một động cơ tên lửa, một phương tiện phóng được trang bị động cơ nổ có thể gần như tăng gấp 4 lần khối lượng tải trọng đưa lên không gian. Đó là một bước nhảy vọt đáng kinh ngạc”, ông Duggleby nói.

RDRE cuối cùng có thể được sử dụng cho tên lửa hành trình siêu thanh, tàu vũ trụ, hoặc thậm chí các tầng phóng đầu tiên có thể tái sử dụng. Thiết kế động cơ đơn giản – không có turbine quay, ít điểm hỏng hóc – khiến nó đặc biệt hấp dẫn cho các hệ thống cần hiệu suất đi đôi với chi phí hợp lý.

Phương tiện không người lái siêu thanh thử nghiệm của Venus Aerospace. Ảnh: IE.

Các chương trình siêu thanh lớn vấp phải trở ngại

Quân đội Mỹ đã gặp khó khăn trong việc hiện thực hóa tầm nhìn về khả năng siêu thanh nhanh, hiệu quả về chi phí trên quy mô lớn. Nhiều chương trình siêu thanh lớn đã vấp phải trở ngại từ các vấn đề kỹ thuật đến khó khăn về tài chính.

“Không ai nghi ngờ rằng Mỹ đang tụt hậu trong công nghệ siêu thanh. Nhưng Mỹ đã tập trung vào các ưu tiên quân sự khác – Afghanistan, Iraq. Siêu thanh mở ra khả năng chiến lược quân sự, và Mỹ đang cố gắng bắt kịp. Vấn đề là chúng ta không cần quy định mới để chế tạo những máy bay này ở Mỹ, nhưng thách thức lớn là thử nghiệm bay. Hiện tại, chỉ có các trường bắn quân sự mới cho phép bay siêu thanh. Điều đó giới hạn sự phát triển bởi nếu không thể bay và thử nghiệm thường xuyên, tiến trình sẽ chậm lại”, ông Duggleby giải thích.

Để đối phó, Venus Aerospace có kế hoạch mở rộng các thử nghiệm và đang đàm phán với các đối tác chính phủ cũng như thương mại. Công ty hình dung các phương tiện có thể bay với tốc độ Mach 9, kết nối các điểm cách xa trên thế giới chỉ trong chưa đến một giờ. Mục tiêu dài hạn của họ là phát triển một tàu vũ trụ bay lượn có thể cất cánh từ đường băng, đạt quỹ đạo thấp quanh Trái Đất và hạ cánh mà không cần tách tầng.

Đồng thời, tương lai đó có nền tảng sâu sắc trong nghiên cứu và phát triển công khai. NASA đã thử nghiệm RDRE hơn một thập kỷ, tiến hành các thử nghiệm quy mô nhỏ và công bố các nghiên cứu chi tiết về động lực sóng nổ. Năm 2023, Trung tâm Bay Vũ trụ Marshall của NASA công bố thành công thử nghiệm đốt nóng động cơ RDRE hợp kim đồng in 3D, tạo ra lực đẩy 5.800 pound.

Thử nghiệm đó đánh dấu sự xác nhận quan trọng cho vật lý cốt lõi và khả năng mở rộng của động cơ. Dù công việc của NASA vẫn chỉ giới hạn trên mặt đất, chuyến bay của Venus Aerospace đánh dấu bước tiến tiếp theo trong sự phát triển, đồng thời nhận được sự hỗ trợ từ cơ quan này trong quá trình đó.

Châu Âu vẫn tụt hậu trong tham vọng siêu thanh

Châu Âu từ lâu đã là cường quốc về khoa học không gian và công nghệ vệ tinh, nhưng khi nói đến bay siêu thanh – dù cho mục tiêu là quốc phòng hay tiếp cận không gian – thì vẫn đang đi sau Mỹ, Trung Quốc và Nga

Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA), đối thủ cạnh tranh của NASA ở châu Âu, hiện đang cố gắng thay đổi điều đó bằng cách thúc đẩy các nghiên cứu nền tảng nhằm thu hẹp khoảng cách công nghệ và đặt nền móng cho các phương tiện siêu thanh tái sử dụng.

Năm ngoái, ESA đã tập hợp các chuyên gia từ ngành hàng không và không gian để xác định các rào cản kỹ thuật chung cũng như sự phối hợp liên ngành. Mục tiêu không phải là đưa ra các giải pháp sẵn có mà là để vạch ra các thách thức kỹ thuật và vận hành cần được giải quyết trước khi châu Âu có thể triển khai các hệ thống siêu thanh tiên tiến.

“Chúng tôi không nhằm cung cấp các giải pháp cụ thể mà trước hết là xác định các thách thức và sự phụ thuộc kỹ thuật giữa các lĩnh vực. Đây là điểm khởi đầu để phát triển các phương tiện siêu thanh tái sử dụng, tạo thành trung tâm kết nối từ Trái Đất lên quỹ đạo”, ông Didier Schmitt, Trưởng nhóm Chuẩn bị Tương lai của ESA, giải thích.

“Tái sử dụng” là từ then chốt. Khác với các hệ thống phóng không gian truyền thống vứt bỏ phần cứng sau mỗi giai đoạn, ESA hình dung các tàu không gian và phương tiện thân nâng có thể hạ cánh trên đường băng và bay lại được.

Trong khi ESA tập trung vào công nghệ không gian đa dụng, thì các ứng dụng quân sự của hệ thống siêu thanh không thể bị bỏ qua. Các phương tiện bay với tốc độ Mach 5 trở lên – khoảng 3.730 dặm/giờ – tạo ra thách thức về nhiệt độ cực cao và điều khiển phức tạp, nhưng cũng mang lại lợi thế vượt trội trong quân sự.

Phương tiện bay siêu thanh Venus Stargazer M4. Ảnh: IE.

Sự quyết tâm về chính trị và đầu tư ổn định là yếu tố then chốt

Đây cũng là lúc các công ty khởi nghiệp như Hypersonica ở Đức ra đời. Thành lập năm 2023, công ty này đang phát triển các nền tảng siêu thanh của châu Âu để ứng dụng cho cả không gian và quốc phòng, tập trung vào phát triển theo giá trị và kỹ thuật công nghệ sâu.

Tuy nhiên, khác với Mỹ, nơi các công ty khởi nghiệp siêu thanh đang thu hút nguồn vốn và hỗ trợ chính phủ nghiêm túc, hệ sinh thái Trung Âu vẫn đang gặp khó khăn để khởi động.

Ở châu Âu, quỹ đầu tư mạo hiểm Presto Tech Horizons có trụ sở tại Cộng hòa Séc là một trong số ít đơn vị tìm kiếm cơ hội đầu tư vào công nghệ siêu thanh. Đại diện quỹ này nói: “Chúng tôi có xem xét đầu tư vào siêu thanh không gian, nhưng thật sự rất, rất khó. Rất ít công ty từ Trung và Đông Âu làm được điều đó”.

Vì vậy, những nỗ lực hiện nay của ESA – quy tụ các kỹ sư không gian và hàng không để hài hòa đổi mới – là bước đầu quan trọng. Nhưng khi cuộc đua công nghệ siêu thanh toàn cầu ngày càng gay gắt, châu Âu sẽ cần nhiều hơn các hội thảo và lộ trình. Họ sẽ phải dựa vào ý chí chính trị mạnh mẽ, đầu tư bền bỉ và những bước đột phá táo bạo.

Theo Interesting Engineering

Thu Quyên

Nguồn VietTimes : https://viettimes.vn/vu-khi-sieu-thanh-my-bi-tut-hau-ky-vong-vao-cong-nghe-tu-startup-nho-post185960.html