Tên lửa Soyuz

Bách khoa toàn thư mở Wikipedia
Bước tới: menu, tìm kiếm
Tên lửa Soyuz rời bệ phóng

Tên lửa Soyuz (Союз – Liên hợp; ký hiệu khác: A2, SL-4[1]) là một loại thiết bị phóng tầm trung của Liên Xô (hiện nay là Nga) dùng để đưa các vệ tinh nhân tạo cũng như tàu vũ trụ lên không gian[2]. Nó bắt nguồn từ tên lửa R-7, loại tên lửa đạn đạo xuyên lục địa đầu tiên trên thế giới do Liên Xô chế tạo[3]. Đây là loại tên lửa duy nhất của Nga đang được sử dụng để đưa con người lên vũ trụ, nó đã đưa rất nhiều phi hành gia thuộc nhiều quốc tịch khác nhau lên vũ trụ[4]. Các khách du lịch vũ trụ cũng được đưa lên không gian trên tàu Soyuz bởi loại tên lửa này. Hiện tại, thiết bị phóng này là phương tiện để Nga đưa các tàu chở người Soyuz và tàu không người lái Tiến bộ lên trạm không gian quốc tế[5].

Soyuz là loại tên lửa đẩy kỳ cựu được sử dụng nhiều và lâu nhất trên thế giới so với các loại thiết bị phóng khác với tổng cộng hơn 1700 lần phóng kể từ khi bắt đầu được sử dụng vào năm 1966. Loại tên lửa này nổi tiếng bởi số lần phóng khổng lồ cùng độ tin cậy cao, mặc dù thiết kế đã rất cũ[5][6]. Nó được coi là xương sống cho các chương trình không gian có người lái và không người lái của Nga và được sản xuất bởi trung tâm không gian Samara (TsSKB-Progress) tại Samara, liên bang Nga. Tên lửa Soyuz được phóng lên từ Sân bay vũ trụ BaykonurKazakhstanPlesetsk ở phía tây bắc nước Nga[7]. Bãi phóng Kourou của châu ÂuGuyana (khu vực Nam Mỹ) thuộc Pháp cũng được xây dựng thêm để trở thành địa điểm phóng thứ ba cho tên lửa Soyuz theo một chương trình hợp tác giữa châu Âu và Nga trong lĩnh vực không gian.

Lịch sử[sửa | sửa mã nguồn]

Tên lửa R-7, nền tảng cho nhiều loại phương tiện phóng của Liên Xô và Nga

Vào thập niên 50, dưới sự lãnh đạo của Sergey Korolev, người đứng đầu cục thiết kế OKB-1 (hiện nay là RKK Energia), R-7, tên lửa đạn đạo xuyên lục địa tiên của Liên Xô và thế giới đã được phát triển và chế tạo. Ban đầu, R-7 là một tên lửa dùng trong quân sự. Sau đó, nó nhanh chóng trở nên lỗi thời cho mục đích này và bị thay thế bởi các loại tên lửa khác. Tuy nhiên với vai trò là một thiết bị phóng trong lĩnh vực không gian, nó lại rất nổi tiếng và thành công. Chính tên lửa này đã mang Sputnik, vệ tinh nhân tạo đầu tiên của loài người lên không gian vào ngày 4 tháng 10 năm 1957. R-7 chính là nền tảng của nhiều loại thiết bị phóng khác nhau của Liên Xô trước đây và Nga hiện nay, mà nổi tiếng nhất chính là tên lửa đẩy Soyuz[3].

Tên lửa Soyuz được phóng lên thành công lần đầu tiên vào ngày 28 tháng 11 năm 1966. Phiên bản đầu tiên (11A511) được cải tiến từ tên lửa Vostok, vốn xuất phát từ tên lửa R-7A (8K74) nâng cấp từ R-7[5]. Phiên bản 11A511 này ban đầu nằm trong dự án Soyuz và được thiết kế để phóng khối phức hợp Soyuz 7K - 9K - 11K, do đó nó cũng được đặt tên là tên lửa Soyuz. Sau đó cái tên này trở nên phổ biến và thông dụng cho đến nay[8]. Tuy nhiên theo TsSKB-Progress, nhà sản xuất của dòng tên lửa Soyuz, Voskhod, một loại tên lửa trước đó cũng là một phiên bản của dòng tên lửa này. Theo đó thì dòng thiết bị phóng Soyuz thực sự bắt đầu đi vào hoạt động từ năm 1963[2].

Vào năm 1973, một phiên bản đổi mới của phiên bản Soyuz ban đầu được đưa vào sử dụng gọi là Soyuz-U (11A511U). Phiên bản này là loại phổ biến nhất trong dòng tên lửa Soyuz và được sử dụng cho tới tận ngày nay[9]. Vào năm 1982, một loại tên lửa Soyuz cải tiến gọi là Soyuz-U2 (11A511U2) được đưa vào sử dụng với khả năng mang trọng tải cao hơn phiên bản Soyuz-U một chút. Loại tên lửa này sử dụng một loại dầu lửa tổng hợp gọi là “Sintin” cho tầng thứ nhất. Tuy nhiên sự ngừng sản xuất Sintin vào năm 1996 khiến việc sử dụng Soyuz-U2 bị ngưng lại và được thay thế trở lại bởi Soyuz-U[10]. Đầu thập niên 80 là giai đoạn đỉnh điểm của việc sản xuất các tên lửa Soyuz với khoảng 60 chiếc được chế tạo ra mỗi năm[4].

Vào đầu thập niên 90, một kế hoạch được lập ra để thiết kế một loại tên lửa Soyuz mới với thêm một tầng tên lửa thứ tư gọi là tầng đẩy Fregat. Kế hoạch đã được thông qua vào năm 1993 dưới cái tên Rus, sau này được đổi tên lại thành Soyuz 2. Tuy nhiên sự thiếu kinh phí đã cản trở việc thực hiện kế hoạch[5].

Vào tháng 7 năm 1996, Starsem, một công ty hợp tác giữa châu Âu và Nga được lập ra để cung cấp các dịch vụ phóng Soyuz thương mại. Công ty này được Nga sở hữu 50% và châu Âu sở hữu 50%[4]. Sự thành lập của Starsem tạo ra một nguồn tài chính mới cho dự án nâng cấp Soyuz, đưa tới việc chế tạo ra một phiên bản Soyuz ít tham vọng hơn, Soyuz-Fregat, gồm một tên lửa Soyuz-U được sửa đổi một chút cộng thêm tầng phía trên Fregat[5]. Phiên bản Soyuz FG sau này cũng được sử dụng để gắn thêm tầng trên Fregat[11]. Soyuz-Fregat được coi là một bước chuyển tiếp lên Soyuz 2 và được phóng lên lần đầu vào năm 2000[12].

trạm ISS

Năm 2001, Soyuz FG sửa đổi từ Soyuz-U ra đời. Phiên bản này có khả năng mang trọng tải tăng hơn so với Soyuz-U[11]. Hiện tại, Soyuz-USoyuz FG là hai phiên bản của Soyuz đang được sản xuất và sử dụng cho việc phục vụ trạm không gian quốc tế, các chương trình của chính phủ cũng như các mục đích thương mại[2]. Soyuz-U được dùng để phóng phiên bản tàu vận tải không người lái Tiến bộ M, còn Soyuz FG được dùng để phóng phiên bản Tiến bộ M1tàu có người lái Soyuz TMA cho trạm không gian quốc tế[1][13][14].

Trong khi đó, kế hoạch phát triển Soyuz 2 dự kiến được thực hiện bằng việc thay Soyuz-Fregat bởi một phiên bản hiện đại hơn được gọi là Soyuz ST, theo kế hoạch được phóng vào năm 2001[12].Soyuz ST, một phiên bản của Soyuz 2 sẽ được điều chỉnh để có thể thực hiện các vụ phóng thương mại từ bãi phóng Kourou của châu Âu[15][16]. Tuy nhiên những khó khăn về tài chính buộc các nhà phát triển phải chia dự án Soyuz 2 ra các giai đoạn: Soyuz-2-1aSoyuz-2-1b. Soyuz-2-1a được phóng thử thành công vào tháng 11 năm 2004. Soyuz 2-1b được phát triển từ Soyuz-2-1a, nó là phiên bản được nâng cấp đầy đủ. Soyuz-2-1b được phóng thành công vào tháng 12 năm 2006 từ bãi phóng Baikonur[17]. Soyuz 2 được dự kiến sẽ thay thế các dòng tên lửa Soyuz và Molniya-M hiện nay[18].

Vào tháng 4 năm 2005, một thỏa thuận giữa cơ quan không gian Nga RoscosmosArianespace đã được ký kết tại Matxcơva về việc xây dựng các cơ sở hạ tầng cần thiết để phóng tên lửa Soyuz ST từ bãi phóng Kourou, Guiana[19]. Vị trí gần quỹ đạo của Kourou sẽ giúp các tên lửa Soyuz ST được phóng từ đây có thể mang trọng tải nặng hơn lên các quỹ đạo gần Trái Đất hay quỹ đạo địa tĩnh so với phóng từ Baikonur hay Plesetsk. Soyuz ST theo kế hoạch sẽ bắt đầu phóng các trọng tải không chở người tại Kourou từ đầu năm 2009[20]. Soyuz 2 cũng được hy vọng sẽ phóng một phiên bản tàu Soyuz chở người mới từ Kourou vào khoảng năm 2011[18].

Hiện nay, do nhu cầu của chính phủ Nga, hoạt động của trạm không gian quốc tế cũng như các đơn đặt hàng thương mại từ Starsem, TsSKB-Progress sản xuất trung bình khoảng 10 – 15 thiết bị phóng mỗi năm. Tuy nhiên công ty này có thể nhanh chóng tăng sản lượng xuất xưởng nếu như có yêu cầu[4].

Cấu tạo[sửa | sửa mã nguồn]

Được chế tạo bởi TsSKB Progress, Soyuz là một loại phương tiện phóng hạng trung chỉ sử dụng một lần[5]. Nó có thể mang trọng tải lên các quỹ đạo thấp gần Trái Đất (LEO – Low Earth Orbit), quỹ đạo chuyển đổi địa tĩnh (GTO - Geostationary Transfer Orbit), quỹ đạo địa tĩnh (GSO - GeoStationary Orbit), quỹ đạo đồng bộ măt trời (SSO Sun-Synchronous Orbit) và thậm chí là rời khỏi Trái Đất (lên Sao Hỏa, Mặt Trăng...). Để đưa trọng tải tới quỹ đạo GTO, GSO hay xa hơn, tên lửa Soyuz được gán thêm một tầng thứ tư. Tầng này sẽ hoạt động một cách độc lập trên quỹ đạo[2][12][21].

Theo thuật ngữ của Nga, Soyuz là một loại phương tiện phóng ba tầng. Nó gồm có tầng thứ nhất và tầng thứ hai tương tự như của tên lửa hai tầng R-7 và có thêm một tầng thứ ba ở trên[2]. Cả 3 tầng này đều sử dụng nhiên liệudầu lửachất ôxi hóaôxi lỏng (Riêng loại Soyuz-U2 sử dụng Sintin, một loại dầu lửa tổng hợp) [5][18]. Các động cơ dùng trong tên lửa Soyuz được thiết kế bởi NPO Energomash[4].

  • Tầng thứ nhất - block B, V, G và D (Б, В, Г, Д)[18]: Phương Tây gọi là booster, tầng này gồm 4 tên lửa đẩy hình nón dùng nhiên liệu lỏng được gán vào tầng thứ hai. Mỗi động cơ này có một môtơ tên lửa với 4 buồng đốt, 2 buồng đốt vécnê và một bộ bơm tua bin. Khi phóng, các tên lửa đẩy này sẽ khởi động đầu tiên, sau đó tới động cơ của tầng thứ hai. Khi các động cơ của tầng đầu tiên ngừng hoạt động, nó sẽ tự động rơi ra khỏi tầng thứ hai. Không có một hệ thống cơ khí, điện hay thủy lực nào để tách rời các tên lửa đẩy này khỏi tầng thứ hai[5].
  • Tầng thứ hai - block A (А) [18]: Phương Tây gọi là tầng trung tâm (core stage). Nó có hình trụ với một môtơ ở đáy. Tầng này cũng gồm 4 buồng đốt và một bộ bơm tua bin như mỗi tên lửa của tầng thứ nhất, nhưng có tới 4 (thay vì 2) buồng đốt vécnê. Phần phía dưới của tầng này được làm thon lại để 4 tên lửa đẩy của tầng thứ nhất được gán sát với nhau[5].
  • Tầng thứ ba - block I (И) [18]: Phương Tây gọi là tầng phía trên (upper stage) hoặc tầng trung tâm thứ hai (second core stage). Nó được nối vào phía trên tầng thứ 2 và là nơi mà trọng tải của vụ phóng được đặt lên[5].

Ngoài 3 tầng này ra còn có thể có thêm một tầng thứ tư được lắp thêm vào phía trên tầng thứ ba để tăng sức mang trọng tải cho tên lửa Soyuz. Hiện tại có hai loại tầng thứ tư:

  • Tầng trên Ikar: Được phát triển bởi chính TsSKB Progress. Ikar bắt nguồn từ hệ thống tạo sức đẩy của dòng vệ tinh gián điệp Yantar. Nó có thể khởi động lại tới 50 lần, sử dụng nhiên liệu là UDMH và chất ôxi hóa là N2O4. Tầng này thích hợp cho việc triển khai trọng tải gồm nhiều vệ tinh. Nó được Starsem sử dụng cho các cuộc phóng thương mại của mình[22].
  • Tầng trên Fregat: Được phát triển bởi NPO Lavochkin. Fregat có nguồn gốc từ hệ thống tạo sức đẩy (propulsion system) của các tàu thăm dò liên hành tinh của Lavochkin. Nó có thể khởi động lại tới 20 lần. Tương tự như Ikar, nó sử dụng nhiên liệu là UDMH và chất ôxi hóa là N2O4. Tầng này cũng được sử dụng trong các vụ phóng của Starsem[23].

Phiên bản[sửa | sửa mã nguồn]

Soyuz được chở tới bệ phóng ở Baikonur

Các phiên bản của Soyuz[sửa | sửa mã nguồn]

  • Voskhod (11A57): Bắt đầu hoạt động vào năm 1963. Loại tên lửa này được thiết kế chủ yếu để phóng vệ tinh do thám Zenit-4, tuy nhiên sau đó nó cũng được sử dụng để phóng các con tàu có người lái Voskhod và các phiên bản khác nhau của vệ tinh Zenit. Nó được phóng lần cuối cùng vào năm 1976 [24]. Tuy không có tên Soyuz nhưng loại tên lửa này cũng được liệt vào là phiên bản đầu tiên của dòng tên lửa Soyuz[2].
  • Soyuz (11A511): Ban đầu được thiết kế để phóng phức hợp Soyuz 7K-9K-11K trong chương trình bay lên Mặt Trăng cũng như vệ tinh do thám Zenit-4, do đó được gọi là tên lửa Soyuz. Phiên bản này được phóng lên lần đầu tiên vào ngày 28 tháng 11 năm 1966. 11A511 đã được chuẩn hóa và sử dụng để phóng các phiên bản đầu tiên của tàu Soyuz cho tới năm 1975[8].
  • Soyuz-L (11A511L): Đây là phiên bản dùng để phóng thử nghiệm lên quỹ đạo Trái Đất tàu hạ cánh Mặt Trăng LK. Nó được phóng tất cả 3 lần trong hai năm 19701971[25].
  • Soyuz-M (11A511M): Ban đầu được thiết kế để phóng phiên bản tàu quân sự chở người Soyuz 7K-VI. Dự án Soyuz 7K-VI sau đó bị hủy bỏ nhưng Soyuz-M vẫn được tiếp tục phát triển và sử dụng để phóng vệ tinh do thám Zenit-4MT từ năm 1971 tới 1976 [26].
  • Soyuz-U (11A511U): Hiện đại hóa từ 11A511, phiên bản này đã được chuẩn hóa và trở thành loại được phóng nhiều nhất trong lịch sử. Soyuz-U được phóng lên lần đầu năm 1973, được sử dụng một cách rộng rãi để phóng nhiều loại trọng tải, từ các tàu vũ trụ tới nhiều loại vệ tinh nhân tạo khác nhau. Soyuz-U vẫn đang được sử dụng cho tới hiện tại[9].
  • Soyuz-U2 (11A511U2): Sử dụng Sintin làm nhiên liệu cho tầng đầu tiên. Phiên bản này bắt đầu hoạt động năm 1982 dùng để phóng các vệ tinh hay tàu có người lái cần khối lượng lớn hơn một chút so với phiên bản Soyuz-U. Việc sử dụng Soyuz-U2 bị hủy bỏ năm 1996 do sự ngưng sản xuất Sintin và được thay thế lại bởi Soyuz-U[10].
  • Soyuz FG (11A511FG): Được phóng lên lần đầu vào năm 2001. Soyuz FG được nâng cấp từ Soyuz-U với khả năng mang trọng tải tăng so với Soyuz-U. Cùng với Soyuz-U, đây là phiên bản của tên lửa Soyuz hiện đang được sử dụng[2][11].
  • Soyuz-Ikar: Cấu tạo gồm một tên lửa Soyuz-U cùng với một tầng thứ tư Ikar. Cấu hình này đã được phóng 6 lần để đưa 24 vệ tinh viễn thông Globalstar của Mỹ lên quỹ đạo (mỗi lần 4 vệ tinh) vào năm 1999[22][27][28].
  • Soyuz-Fregat: Gồm một tên lửa Soyuz-U hoặc Soyuz FG gắn thêm tầng thứ tư Fregat. Cấu hình này cho tới nay đã được phóng nhiều lần để đưa nhiều loại vệ tinh thương mại khác nhau lên quỹ đạo từ năm 2000[1][4][5][28].
  • Soyuz-2-1a (14A14): Đây là giai đoạn đầu tiên của dự án Soyuz 2. Phiên bản này được phóng thử nghiệm lần đầu vào tháng 11 năm 2004 và được phóng thêm hai lần vào năm 2006[17].
  • Soyuz-2-1b (14A14): Đây là giai đoạn tiếp thao của dự án Soyuz 2 phát triển từ Soyuz-2-1a. Soyuz-2-1b là phiên bản được nâng cấp đầy đủ và đã được phóng lên vào ngày 27 tháng 12 năm 2006 từ bãi phóng Baikonur mang theo vệ tinh COROT[17].

Các dự án[sửa | sửa mã nguồn]

  • Soyuz 2 (14A14): Được cải tiến để sử dụng tất cả mọi bộ phận của Nga. Nó sẽ gồm có một động cơ hoàn toàn mới cho tầng thứ 3, hệ thống điều khiển bay hoàn toàn kỹ thuật số và một miếng phủ giảm ma sát (fairing) lớn hơn. Phiên bản này sẽ có sức mang trọng tải tăng thêm khoảng hơn 1000 kg so với các phiên bản hiện nay và có thể được sử dụng cho các sứ mệnh Mặt Trăng. Phiên bản này sẽ thay thế tất cả các phiên bản Soyuz hiện tại và cả loại tên lửa Molniya-M[17][18][29].
  • Soyuz ST (tiếng Nga là Soyuz-STK): Là một phiên bản của Soyuz 2 dùng cho các vụ phóng thương mại từ Kourou. Soyuz ST sử dụng tấm phủ giảm ma sát (fairing) ST có kích thước lớn dựa trên loại của tên lửa Ariane 4 giúp chứa được các trọng tải có kích cỡ lớn. Soyuz ST có thể được gắn thêm tầng trên Fregat hoặc Ikar nếu yêu cầu. Dự kiến được phóng vào năm 2009. Soyuz ST được sử dụng để phóng các trọng tải không chở người[20][29][30].
  • Soyuz 2-3: Khái niệm Soyuz 2-3 ra đời năm 2005, là bước trung gian giữa Soyuz 2Soyuz 3. Nó sẽ được dùng để phóng một phiên bản nhẹ của tàu Kliper và khoang chở hàng trong hệ thống tàu kéo quỹ đạo Parom [31].
  • Soyuz 3: Đây là một dự án ra đời năm 2005. Soyuz 3 được thiết kế để phục vụ việc phóng tàu Kliper lên quỹ đạo[32].
  • Onega: Một phiên bản cải tiến khác từ Soyuz, được đề nghị vào năm 2004 để phóng phi thuyền Kliper. Nếu được cấp ngân sách đầy đủ, phiên bản đồ sộ này có thể được phóng vào năm 2010[33].

Các đề án bị hủy bỏ[sửa | sửa mã nguồn]

Bãi phóng[sửa | sửa mã nguồn]

Tên lửa Soyuz có thể được phóng từ Baikonur, Kazakhstan và Plesetsk ở phía bắc nước Nga. Tại Baikonur có hai bệ phóng dành cho Soyuz: phức hợp (LC – Launch Complex) số 1 và 31. Tại Plesetsk có 3 bệ phóng dành cho Soyuz: phức hợp số 16 và 43 (trái và phải)[37]. Trong tương lai, Soyuz còn được phóng từ Kourou, Guiana của Pháp, một địa điểm ở gần quỹ đạo. Bãi phóng của Soyuz ở Kourou, được gọi là ELS (l’Ensemble de Lancement Soyouz, nằm cách địa điểm phóng của Ariane 5 khoảng 13 km về phía tây bắc, ở gần làng Sinnamari[15][20].

Tham khảo[sửa | sửa mã nguồn]

  1. ^ a ă â The R-7 family of launchers - Russianspaceweb
  2. ^ a ă â b c d đ "Soyuz" - series launch vehicles – TsSKB Progress
  3. ^ a ă R-7 ICBM – Encyclopedia Astronautica
  4. ^ a ă â b c d ESA Permanent Mission in Russia - Soyuz launch vehicle - ESA
  5. ^ a ă â b c d đ e ê g h Soyuz launch vehicle Summary - Bookrags
  6. ^ The Soyuz launcher - CNES
  7. ^ Soyuz Launch Vehicle Space Launches Stage Satellites
  8. ^ a ă Soyuz 11A511 - Encyclopedia Astronautica
  9. ^ a ă Soyuz 11A511U - Encyclopedia Astronautica
  10. ^ a ă Soyuz 11A511U2 - Encyclopedia Astronautica
  11. ^ a ă â "Soyuz-FG" launch vehicle – TsSKB Progress
  12. ^ a ă â Soyuz U-Fregat - General Information
  13. ^ Soyuz FG - Encyclopedia Astronautica
  14. ^ Soyuz 11A511U Chronology and Launches
  15. ^ a ă ESA - Launch vehicles - Soyuz
  16. ^ Soyuz-2 - R-7, Soyuz-2-1A, Soyuz-2-1B, Soyuz-ST
  17. ^ a ă â b [ http://www.russianspaceweb.com/soyuz2_lv.html Soyuz 2 launch vehicle (14A14)] - Russianspaceweb
  18. ^ a ă â b c d đ Kosmonavtka Rockets - Soyuz-U & -FG
  19. ^ ATO Russia & CIS Observer - Archive - № 2 (9), June 2005 - SPACE BUSINESS - Soyuz Comes Closer to Kourou
  20. ^ a ă â RIA Novosti - Russia - Russia, Arianespace contract first satellite launches from equator
  21. ^ "Soyuz-2" launch vehicle – TsSKB Progress
  22. ^ a ă Soyuz 11A511U - Ikar - Encyclopedia Astronautica
  23. ^ Soyuz 11A511U - Fregat - Encyclopedia Astronautica
  24. ^ Voskhod 11A57 - Encyclopedia Astronautica
  25. ^ Soyuz 11A511L - Encyclopedia Astronautica
  26. ^ Soyuz 11A511M - Encyclopedia Astronautica
  27. ^ "Ikar" Injection Module
  28. ^ a ă Soyuz launch log - Starsem
  29. ^ a ă Soyuz ST, the modernized Soyuz - Starsem
  30. ^ Soyuz ST - Arianespace
  31. ^ Soyuz 2-3 launch vehicle - Russianspaceweb
  32. ^ Soyuz 3 launch vehicle - Russianspaceweb
  33. ^ Onega launch vehicle - Encyclopedia Astronautica
  34. ^ Soyuz 11K55 - Encyclopedia Astronautica
  35. ^ Soyuz 11K56 - Encyclopedia Astronautica
  36. ^ Soyuz 11A514 - Encyclopedia Astronautica
  37. ^ Soyuz Launch Vehicle - Russia and Space Transportation Systems

Xem thêm[sửa | sửa mã nguồn]

Các trang bên ngoài[sửa | sửa mã nguồn]