Tên lửa Trường Chinh-10B dùng metan tinh chế từ LNG, Trung Quốc đang tính toán điều gì?
Tập đoàn dầu khí Sinopec ngày 11/7 xác nhận tên lửa Trường Chinh-10B vừa phóng thành công là tên lửa thương mại tái sử dụng đầu tiên của Trung Quốc dùng nhiên liệu đẩy oxy lỏng-metan, với toàn bộ metan được tinh chế từ hơn 1.000 tấn khí thiên nhiên hóa lỏng (LNG) dân dụng.
Phía sau con số tưởng chừng khô khan ấy là một bước đi có tính toán. Bắc Kinh muốn xây chuỗi cung ứng nhiên liệu tên lửa giá rẻ hoàn toàn nội địa cho kỉ nguyên phóng tần suất cao.
Trường Chinh-10B rời bệ phóng tại bãi phóng vũ trụ thương mại Hải Nam hôm 10/7. Chuyến bay đầu tiên thành công trọn vẹn. Vệ tinh vào đúng quỹ đạo định trước, tầng đẩy thứ nhất quay về và được thu hồi ngoài khơi. Nhưng câu chuyện được Sinopec, nhà phát triển nhiên liệu cho sứ mệnh, kể lại một ngày sau đó mới là phần ít người để ý.
Từ 1.000 tấn LNG dân dụng đến nhiên liệu tên lửa tinh khiết 98,7%
Theo báo cáo của Đài Phát thanh và Truyền hình Trung ương Trung Quốc (CMG) hôm 11/7, Sinopec cho biết nhiên liệu metan dùng trong lần phóng này đạt độ tinh khiết 98,7%, với toàn bộ chuỗi cung ứng được bảo đảm trong nước.
Điểm đáng chú ý nằm ở nguồn gốc nguyên liệu. "Nhiên liệu metan dùng trong lần phóng này được tinh chế từ hơn 1.000 tấn LNG", ông Cao Lập Chiêu, giám đốc trung tâm kinh doanh khu vực Hoa Nam thuộc chi nhánh khí thiên nhiên của Sinopec, cho biết. Ông nhấn mạnh loại metan độ tinh khiết cao này có thể được xử lí và điều chế từ chính LNG dân dụng, thứ khí đốt vẫn chạy qua đường ống đến bếp của hàng trăm triệu hộ gia đình Trung Quốc.
Trung Quốc vừa chứng minh không cần một ngành công nghiệp nhiên liệu vũ trụ riêng biệt, đắt đỏ. Hạ tầng LNG khổng lồ sẵn có, cảng nhập, kho chứa, nhà máy xử lí, giờ có thể "kiêm nhiệm" vai trò hậu cần cho các bãi phóng.
Metan thành lựa chọn của thế hệ tên lửa mới
Bài toán chi phí là lí do trực tiếp nhất. Theo ông Cao, so với nhiên liệu hydro lỏng truyền thống, chất đẩy metan giúp giảm 40% chi phí lưu trữ và vận chuyển, mở ra giải pháp nhiên liệu khả thi cho hoạt động phóng giá rẻ, tần suất cao.
Hydro lỏng cho hiệu suất cao nhất trong các nhiên liệu hóa học, nhưng phải giữ ở khoảng âm 253 độ C, phân tử nhỏ đến mức rò rỉ qua cả mối hàn, và bốc hơi liên tục trong kho chứa. Metan lỏng "dễ tính" hơn hẳn, nhiệt độ hóa lỏng quanh âm 162 độ C, gần với oxy lỏng, cho phép đơn giản hóa kết cấu bồn chứa, trong khi cháy sạch hơn kerosene, ít để lại muội than trong động cơ. Với tên lửa tái sử dụng, đặc tính này quyết định: động cơ ít muội đồng nghĩa chi phí đại tu giữa các lần bay thấp hơn.
Cũng theo báo cáo của CMG, chất đẩy oxy lỏng-metan với hiệu năng vượt trội, khả năng tương thích công nghệ tái sử dụng, thân thiện môi trường cùng ưu thế lưu trữ, vận chuyển thuận tiện đã nổi lên thành lựa chọn ưu tiên cho các dòng tên lửa thương mại thế hệ mới.
"Việc ứng dụng thành công nhiên liệu metan độ tinh khiết cao trong sứ mệnh vũ trụ thương mại đánh dấu sự hình thành một hệ thống cung ứng chất đẩy đa dạng, có khả năng thay thế và an toàn", ông Đinh Đại Bằng, phụ trách mảng LNG tại chi nhánh khí thiên nhiên của Sinopec, nhận định, thêm rằng điều này nâng cao đáng kể năng lực tự chủ của ngành. Cụm từ "tự chủ" không phải nói cho có. Trong bối cảnh Mỹ siết công nghệ hàng không vũ trụ với Trung Quốc, một chuỗi nhiên liệu 100% nội địa là thứ Bắc Kinh sẵn sàng trả giá để có.
Chuyến bay đầu tiên kiêm luôn màn thu hồi tầng đẩy lịch sử
Bản thân Trường Chinh-10B cũng đáng để mổ xẻ. Đây là tên lửa thương mại tái sử dụng hai tầng, đường kính lõi 5 m, với các linh kiện then chốt được nội địa hóa 100%, phát triển riêng cho thị trường phóng thương mại Trung Quốc. Tên lửa dài khoảng 63 m, có khối lượng cất cánh khoảng 760 tấn và lực đẩy khi rời bệ gần 890 tấn. Trong cấu hình tái sử dụng, nó có thể đưa khoảng 16 tấn hàng lên quỹ đạo thấp.
Mức tải này đưa Trường Chinh-10B vào nhóm tên lửa hạng trung đến hạng nặng, phù hợp với nhiệm vụ triển khai các chùm vệ tinh internet hoặc đưa những vệ tinh thương mại lớn lên quỹ đạo. Đây là khu vực mà Trung Quốc đang cần thêm năng lực phóng nếu muốn xây dựng các mạng vệ tinh quy mô hàng nghìn thiết bị.
Chuyến bay ngày 10/7 còn ghi một dấu mốc khác, thậm chí gây tiếng vang lớn hơn chuyện nhiên liệu. Khoảng 6 phút sau khi hai tầng tách nhau, tầng đẩy thứ nhất quay về theo phương thẳng đứng và được hệ thống cáp trên một con tàu chuyên dụng ngoài khơi Hải Nam "tóm gọn", lần đầu tiên trên thế giới một tên lửa đẩy được thu hồi bằng hệ thống lưới cáp, đồng thời là lần thu hồi tầng đẩy trên biển đầu tiên của Trung Quốc.
Khác với Falcon 9 hạ cánh bằng chân đáp, cách tiếp cận của Trung Quốc chuyển phần lớn gánh nặng thu hồi xuống hạ tầng mặt đất. Khi tầng đẩy hạ xuống vùng thu hồi, một cơ cấu móc trên thân tên lửa bung ra, bám vào các sợi cáp căng sẵn trên tàu; hệ thống cáp hấp thụ động năng còn lại, giảm tải va đập lên thân tên lửa. Bỏ chân đáp đồng nghĩa tên lửa nhẹ hơn, chở được nhiều hàng hơn, đổi lại là độ chính xác điều khiển phải gần như tuyệt đối. Nhóm phát triển đặt mục tiêu cho tầng đẩy này bay lại ngay trước cuối năm nay.
Trung Quốc không đi đầu về metan, nhưng đang đi rất nhanh
Trường Chinh-10B không phải tên lửa metan đầu tiên của Trung Quốc, càng không phải của thế giới. Danh hiệu tên lửa oxy lỏng-metan đầu tiên bay lên quỹ đạo thuộc về Chu Tước-2 của công ty tư nhân LandSpace từ tháng 7/2023, trước cả Starship của SpaceX hay Vulcan dùng động cơ BE-4 của Mỹ.
Cái "đầu tiên" mà Sinopec công bố nằm ở chỗ khác. Đây là tên lửa thương mại tái sử dụng đầu tiên của nước này dùng loại nhiên liệu ấy, và quan trọng hơn, là lần đầu chuỗi cung ứng metan tên lửa được dựng hoàn chỉnh từ LNG dân dụng nội địa.
Thành công của một nhiệm vụ chưa đủ chứng minh tên lửa có thể được khai thác thường xuyên hoặc đạt chi phí thấp như kì vọng. Phần tầng một thu hồi được sẽ phải trải qua kiểm tra cấu trúc, động cơ, thùng nhiên liệu và mức độ hư hại khi tiếp xúc với lưới.
Tập đoàn Khoa học và Công nghệ Hàng không Vũ trụ Trung Quốc (CASC) cho biết tầng đẩy này dự kiến được sử dụng lại trong một chuyến bay trước cuối năm 2026. Khi đó, Trung Quốc sẽ phải chứng minh không chỉ khả năng bắt được tên lửa ngoài biển, mà còn khả năng đưa chính phần cứng đã thu hồi trở lại bệ phóng trong thời gian đủ ngắn và với chi phí đủ thấp.
