NASA vừa lựa chọn một chiếc Boeing 737-700 được cải tiến để trở thành “Vomit Comet” hay còn được gọi là “máy bay nôn mửa” thế hệ mới phục vụ chương trình Artemis.
Đây sẽ là nền tảng bay chuyên dụng giúp cơ quan vũ trụ Mỹ mô phỏng môi trường trọng lực Mặt Trăng nhằm thử nghiệm bộ đồ phi hành gia, thiết bị hỗ trợ sự sống và hàng loạt phần cứng phục vụ các sứ mệnh đổ bộ trong tương lai.
Chiếc máy bay sẽ được Denmar Technical Services cải tạo theo hợp đồng trị giá tối đa 8,4 triệu USD, được triển khai thông qua Trung tâm Nghiên cứu bay Armstrong của NASA tại California và Trung tâm Vũ trụ Johnson tại Texas. Hợp đồng kéo dài tới tháng 2/2027.
Sau khi hoàn tất quá trình sửa đổi, NASA Armstrong sẽ tiếp nhận máy bay, trong khi Trung tâm Vũ trụ Johnson chịu trách nhiệm giám sát hoạt động khai thác.
Khác với vai trò vận tải thông thường, chiếc Boeing 737-700 này sẽ thực hiện các chuyến bay parabol - những quỹ đạo bay đặc biệt giúp tái tạo trạng thái trọng lực thấp tương tự Mặt Trăng ngay bên trong khoang hành khách. Điều này cho phép các phi hành gia và kỹ sư kiểm tra thiết bị trong môi trường gần giống điều kiện thật mà không cần rời khỏi Trái Đất.
NASA cho biết máy bay sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc đánh giá và hoàn thiện các bộ đồ du hành Mặt Trăng Artemis trước khi chúng được đưa vào các nhiệm vụ thực tế.
Dù thường được gọi là chuyến bay “không trọng lực”, thực tế các chuyến bay parabol không làm biến mất lực hấp dẫn. Thay vào đó, máy bay cùng toàn bộ con người và thiết bị bên trong được đưa vào trạng thái rơi tự do có kiểm soát trong thời gian ngắn.
Quy trình bắt đầu bằng giai đoạn bay ổn định trước khi máy bay bất ngờ kéo cao mũi ở góc khoảng 45-50 độ. Trong giai đoạn này, hành khách sẽ cảm thấy cơ thể nặng hơn bình thường với lực gia tốc có thể đạt khoảng 1,8g.
Khi đạt tới đỉnh quỹ đạo, phi công giảm lực đẩy động cơ và để máy bay rơi tự do theo đường cong parabol. Trong khoảng thời gian ngắn đó, máy bay và mọi vật bên trong cùng rơi với tốc độ như nhau, tạo ra trạng thái trọng lực giảm.
Đối với môi trường không trọng lực hoàn toàn, giai đoạn này thường kéo dài khoảng 20 giây. Tuy nhiên, để mô phỏng trọng lực Mặt Trăng hoặc Sao Hỏa, phi công sẽ điều chỉnh quỹ đạo để duy trì mức gia tốc tương ứng.
Theo Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA), các chuyến bay parabol có thể tái tạo trọng lực khoảng 0,16g - tương đương Mặt Trăng trong khoảng 23 giây, hoặc khoảng 0,38g gần với Sao Hỏa trong khoảng 30 giây.
Sau mỗi vòng parabol, máy bay sẽ thoát khỏi trạng thái rơi tự do và quay trở lại chế độ bay bình thường trước khi tiếp tục lặp lại quy trình. Một nhiệm vụ điển hình có thể thực hiện hàng chục chu kỳ như vậy.
Dù không thể tái tạo môi trường Mặt Trăng trong thời gian dài, các chuyến bay parabol vẫn là công cụ cực kỳ quan trọng để đánh giá cách phi hành gia di chuyển, thao tác thiết bị và vận hành hệ thống trong điều kiện trọng lực thấp.
Khác với các sứ mệnh Apollo trước đây chỉ lưu lại Mặt Trăng trong thời gian ngắn, chương trình Artemis hướng tới việc xây dựng sự hiện diện lâu dài của con người trên bề mặt thiên thể này.
Các phi hành gia tương lai sẽ phải thực hiện nghiên cứu khoa học kéo dài, vận hành phương tiện di chuyển, bảo trì cơ sở hạ tầng và sử dụng hàng loạt thiết bị chuyên dụng ngoài tàu đổ bộ.
Điều đó đặt ra yêu cầu cao hơn rất nhiều đối với bộ đồ du hành vũ trụ, hệ thống hỗ trợ sự sống và thiết bị bề mặt.
NASA cho biết chiếc Boeing 737-700 mới sẽ giúp trả lời nhiều câu hỏi thực tế mà các phòng thí nghiệm trên mặt đất khó mô phỏng chính xác gồm: Phi hành gia có thể cúi người, quỳ gối và giữ thăng bằng trong bộ đồ Mặt Trăng hay không? Các công cụ có dễ sử dụng khi chỉ chịu một phần trọng lực Trái Đất? Hệ thống ba lô hỗ trợ sự sống và màn hình hiển thị có hoạt động ổn định? Và Khối lượng công việc của phi hành đoàn thay đổi ra sao trong môi trường trọng lực thấp?
Máy bay parabol sẽ không thay thế các cơ sở thử nghiệm khác như bể cân bằng trung tính, buồng chân không hay mô phỏng kỹ thuật số, nhưng nó mang lại môi trường kiểm tra gần với thực tế vận hành nhất trước khi phần cứng được đưa lên không gian.
Theo công bố, máy bay được NASA lựa chọn mang số đăng ký N712JM, số sê-ri nhà sản xuất 40116 và được chế tạo tại nhà máy Renton của Boeing khoảng 13 năm trước.
Theo hồ sơ hàng không công khai, chiếc máy bay này từng thuộc sở hữu của nhiều tổ chức khác nhau như Capital Airlines, Bluewings International, Denmar Technical Services và từ năm 2020 là Không quân Mỹ.
Trong quá khứ, N712JM từng gây chú ý khi xuất hiện tại Santa Maria, California với hàng loạt sửa đổi bất thường bên ngoài thân máy bay, bao gồm hệ thống dây điện và các thiết bị cảm biến đặc biệt.
Một số báo cáo khi đó cho rằng máy bay có thể liên quan tới các chương trình thử nghiệm tín hiệu radar hoặc công nghệ tàng hình, dù vai trò chính xác chưa bao giờ được xác nhận chính thức.
Các tài liệu đấu thầu của NASA cho thấy chiếc Boeing 737 sẽ được sửa đổi sâu rộng, bao gồm cải tạo khoang hành khách, bổ sung thương hiệu NASA, thực hiện bảo trì lớn và đánh giá khả năng vận hành trong môi trường trọng lực giảm.
Chiếc Boeing 737-700 mới của NASA sẽ gia nhập nhóm rất nhỏ những máy bay chuyên thực hiện nhiệm vụ bay parabol.
Trong nhiều thập kỷ, NASA từng sử dụng các máy bay KC-135 biến thể quân sự của Boeing 707 cho các nhiệm vụ mô phỏng không trọng lực. Chính loại máy bay này đã tạo ra biệt danh nổi tiếng “Vomit Comet” do nhiều phi hành gia và hành khách bị say trong quá trình bay.
Sau đó, NASA chuyển sang sử dụng McDonnell Douglas C-9B phiên bản quân sự của DC-9 trước khi kết thúc chương trình bay giảm trọng lực nội bộ.
Trong lĩnh vực thương mại, công ty Zero Gravity hiện vận hành chiếc Boeing 727-200 G-Force One để phục vụ nghiên cứu và trải nghiệm không trọng lực cho công chúng.
Tại châu Âu, Novespace khai thác Airbus A310 Zero-G với khoảng 31 vòng parabol trong mỗi nhiệm vụ nghiên cứu. Trong khi đó, Nga vẫn sử dụng dòng Ilyushin Il-76MDK phục vụ đào tạo phi hành gia cho Roscosmos.
Dù Boeing 737 từng xuất hiện trong nhiều chương trình nghiên cứu và thử nghiệm bay, loại máy bay này gần như chưa từng được sử dụng cho các nhiệm vụ parabol trước đây.
Trong khi đó, NASA nhấn mạnh mục tiêu của Artemis không chỉ là đưa con người quay lại Mặt Trăng mà còn xây dựng nền tảng cho sự hiện diện lâu dài ngoài không gian sâu.
Điều đó đồng nghĩa mọi công nghệ từ bộ đồ du hành, phương tiện di chuyển, hệ thống năng lượng cho tới nơi ở đều phải được kiểm tra kỹ lưỡng trước khi triển khai thực tế.
Chiếc Boeing 737-700 sẽ không phải phần hào nhoáng nhất của chương trình Artemis. Nó sẽ không được phóng bằng tên lửa hay đáp xuống cực nam Mặt Trăng.
Tuy nhiên, bằng việc tạo ra một môi trường thử nghiệm trọng lực thấp linh hoạt và có thể lặp lại ngay trên bầu trời Trái Đất, chiếc máy bay này sẽ trở thành cầu nối quan trọng giữa công nghệ trong phòng thí nghiệm và các hoạt động thực tế trên Mặt Trăng.
Trong hành trình đưa con người trở lại không gian sâu, đôi khi một chiếc Boeing 737 cũ được cải tiến lại chính là mắt xích không thể thiếu để biến tham vọng xây dựng căn cứ trên Mặt Trăng thành hiện thực.
