Chỉ huy đơn vị quân sự chịu trách nhiệm vận hành bãi phóng vũ trụ Cape Canaveral ở Florida dự kiến SpaceX sẽ bắt đầu phóng tên lửa Starship tại đó vào năm tới.
Các công ty phóng có cơ sở gần bãi phóng Starship của SpaceX không hài lòng. Hai đối thủ chính của SpaceX, Blue Origin và United Launch Alliance (ULA), đã phàn nàn năm ngoái rằng đề xuất của SpaceX về việc phóng tới 120 tàu Starship mỗi năm từ Bờ Biển Vũ Trụ Florida có thể buộc họ thường xuyên di tản nhân viên khỏi bãi phóng vì lý do an toàn.
Đây không phải lần đầu Blue Origin và ULA cố gắng tạo rào cản trước mặt SpaceX. Năm 2013, các công ty đã tìm cách ngăn NASA cho SpaceX thuê một bãi phóng bỏ trống, nhưng cuối cùng thất bại.
Đại tá Brian Chatman, chỉ huy đơn vị Lực lượng Vũ trụ Space Launch Delta 45, xác nhận với phóng viên hôm thứ Sáu rằng các lần phóng Starship đôi khi sẽ hạn chế quyền tiếp cận bãi phóng của các “hàng xóm” của SpaceX — ít nhất là giai đoạn đầu. Space Launch Delta 45, trước đây là 45th Space Wing, vận hành Khu Vực Phía Đông, giám sát an toàn phóng từ Trạm Lực Lượng Vũ Trụ Cape Canaveral và Trung Tâm Vũ Trụ Kennedy của NASA gần đó.
Đơn vị của Chatman chịu trách nhiệm đảm bảo toàn bộ nhân sự ở ngoài các khu vực nguy hiểm trong quá trình thử nghiệm và phóng, và còn chịu trách nhiệm an toàn công cộng bên ngoài cổng bãi phóng.
“Không có thời điểm nào tốt hơn để ở Bờ Biển Vũ Trụ như hiện nay,” Chatman nói. “Chúng tôi đang phá kỷ lục số lượt phóng. Chúng tôi đang đưa năng lực lên quỹ đạo thiết yếu cho an ninh quốc gia, và chúng tôi đang làm điều đó trong thời điểm thách thức chiến lược.”
SpaceX đang tiến xa trong việc xây dựng một bãi phóng Starship trên tài sản NASA tại Trung Tâm Vũ Trụ Kennedy, trong phạm vi Khu Phức Hợp Phóng 39A (LC‑39A), nơi cũng phóng Falcon 9 chủ lực. Công ty muốn xây dựng thêm một bãi Starship trên đất của Lực Lượng Vũ Trụ cách đó vài km về phía nam.
“Đầu đến giữa năm tới là thời điểm chúng tôi dự đoán Starship sẽ có mặt ở đây để sẵn sàng phóng,” Chatman nói. “Chúng tôi sẽ có khu vực sẵn sàng hỗ trợ khi đó.”
Starship và tên lửa đẩy Super Heavy kết hợp tạo thành tên lửa lớn nhất từng chế tạo. Phiên bản mới nhất cao hơn 122 mét, mang hơn 5.000 tấn nhiên liệu methane dễ cháy và oxy lỏng. Dự kiến sẽ có phiên bản cao hơn, sớm nhất năm 2027, với khoảng 20% nhiên liệu nhiều hơn.
Bên cạnh rủi ro khi Starship và Super Heavy quay về Cape Canaveral từ quỹ đạo, các quan chức an toàn đặc biệt lo ngại kịch bản nổ khi bình nhiên liệu đầy. Mối quan tâm này áp dụng cho mọi tên lửa, nên các vùng cấm được xác định trước xung quanh bãi phóng đã tiếp nhiên liệu luôn được sơ tán.
Tuy nhiên, các vùng cấm quanh bãi Starship của SpaceX sẽ mở rộng xa hơn so với các bãi phóng khác tại Cape Canaveral. Thứ nhất, Starship lớn hơn rất nhiều và dùng nhiều nhiên liệu hơn bất cứ tên lửa nào khác. Thứ hai, động cơ Starship tiêu thụ hỗn hợp methane và oxy lỏng (LOX/methane, hay methalox).
Cuối cùng, Starship chưa có “thành tích” dày dặn như những tên lửa đời cũ như Falcon 9, khiến Lực Lượng Vũ Trụ phải thận trọng hơn trong tính toán rủi ro. Các bãi phóng khác chắc chắn sẽ nằm trong dấu chân của các vùng cấm an toàn khu vực của Starship, còn gọi là Khu Vực Nguy Hiểm Nổ (BDA).
Khu vực nguy hiểm sẽ rộng hơn trong các vụ phóng thực tế, nhưng công nhân vẫn cần dọn người khỏi các khu vực gần bãi phóng Starship trong các thử nghiệm bắn tĩnh, khi tên lửa đốt động cơ ngay trên mặt đất. Đây chính là điều đã khiến ULA và Blue Origin nộp đơn phản đối.
“Họ hiểu hoạt động của hàng xóm,” Chatman nói trong buổi thảo luận bàn tròn với truyền thông hôm thứ Sáu. “Họ hiểu chúng tôi sẽ tạo điều kiện tối đa để hoạt động của họ hiệu quả, nhưng sẽ có lúc chúng tôi không cho phép họ vào khu phức hợp phóng của mình vì nó nằm gần một hoạt động nguy hiểm.”
Tin tốt cho các công ty khác là các vùng cấm của Khu Vực Phía Đông gần như chắc chắn sẽ nhỏ lại khi SpaceX tiến đến nhịp độ khoảng 120 lần phóng Starship mỗi năm. Falcon 9 hiện đang phóng ở nhịp độ tương tự. Các khu vực nguy hiểm nổ cho những lần phóng đó nhỏ và tồn tại trong thời gian ngắn vì mức độ tin cậy về an toàn của Falcon 9 là “cực kỳ cao,” theo Chatman.
“Từ góc độ đánh giá thiệt hại nổ, riêng với Falcon 9, chúng tôi biết vùng cấm đó là gì,” Chatman nói. “Đây là sự kết hợp nhiên liệu mới — LOX/methane — thứ thay đổi cuộc chơi khi nhìn vào một số phương tiện hạng nặng sắp phóng. Chúng tôi đơn giản chưa có đủ phân tích để nói rằng, ‘Này, trong thử nghiệm, chúng ta có thể thu nhỏ BDA đến mức nào mà vẫn an toàn?’”
Methane đã trở thành lựa chọn nhiên liệu phổ biến, thay thế dầu hỏa tinh chế, hydro lỏng hoặc nhiên liệu rắn trên nhiều thế hệ tên lửa trước. Methane để lại ít muội hơn dầu hỏa, giúp tái sử dụng động cơ dễ hơn, và cũng đơn giản hơn để xử lý so với hydro lỏng.
Ngoài Starship, tên lửa New Glenn của Blue Origin và Vulcan của ULA sử dụng khí tự nhiên hóa lỏng — loại nhiên liệu rất giống methane. Cả hai tên lửa đều nhỏ hơn Starship, nhưng tuần trước Blue Origin đã tiết lộ thiết kế New Glenn cải tiến sẽ gần đạt quy mô của Starship.
Vài năm trước, NASA, Lực Lượng Vũ Trụ và Cục Hàng Không Liên Bang đã quyết định nghiên cứu tiềm năng nổ của tên lửa dùng methalox. Đã có vô số thử nghiệm nổ với methane khí, nhưng dữ liệu về nổ methane lỏng kết hợp oxy lỏng còn hiếm — chỉ vài thử nghiệm mức dưới 10 tấn, theo NASA. Vì vậy, giả định mặc định của chính phủ là coi một vụ nổ tương đương năng lượng giải phóng bởi cùng lượng TNT. Chính giả định này đã dẫn đến các vùng cấm lớn mà Lực Lượng Vũ Trụ vẽ quanh bãi phóng Starship tương lai của SpaceX.
Chatman cho biết Lực Lượng Vũ Trụ sẵn sàng cập nhật các khu vực nguy hiểm nổ của mình khi các đối tác chính phủ, SpaceX và Blue Origin hoàn tất thử nghiệm và phân tích kết quả. Qua hàng chục thử nghiệm, các kỹ sư đang kiểm tra cách methane và oxy lỏng phản ứng trước nhiều dạng sự cố khác nhau, như vận tốc va chạm, áp suất, tỷ lệ khối lượng trong hỗn hợp — tức có bao nhiêu nhiên liệu tham gia.
“Điều đó đang diễn ra lúc này,” Chatman nói. “Chúng tôi đang làm việc trong quan hệ đối tác chặt chẽ với SpaceX và Blue Origin về sự kết hợp LOX/methane và sự tương đương rõ ràng để xác định chúng ta có thể giảm bán kính nổ bao nhiêu. Những cuộc thảo luận đó đang diễn ra, đã kéo dài vài năm, và hướng tới mốc hoàn tất vào năm 2026.”
“Cho đến khi chúng tôi có dữ liệu từ các thử nghiệm đang tiến hành và phân tích cần thiết, chúng tôi sẽ tiếp tục coi bất kỳ phương tiện LOX‑methane nào tương đương nổ 100% TNT, và áp dụng vùng cấm tối đa, đơn giản từ góc độ an toàn công cộng,” Chatman nói.
Dữ liệu ban đầu cho thấy tín hiệu tích cực. “Chúng tôi kỳ vọng BDA sẽ thu nhỏ,” ông nói. “Chúng tôi kỳ vọng điều đó dựa trên một số thử nghiệm ban đầu đã thực hiện và những đánh giá dữ liệu sơ bộ.”
Việc này là bắt buộc không chỉ với “hàng xóm” của Starship tại Cape Canaveral, mà còn với chính SpaceX. Công ty dự báo tương lai Starship sẽ phóng thường xuyên hơn Falcon 9, đòi hỏi vận hành gần như liên tục tại nhiều bãi phóng.
Chatman nhắc đến một kịch bản tương lai nơi SpaceX có thể muốn phóng các Starship gần nhau từ những bãi phóng liền kề.
“Vào thời điểm đó trong tương lai, tôi dự đoán các đánh giá thiệt hại nổ sẽ thu nhỏ dựa trên các thử nghiệm hoàn tất và bộ dữ liệu đã được xem xét, và chúng tôi sẽ ở trong trạng thái tự tin để tạo điều kiện cho mọi hoạt động phóng. Nhưng cho đến khi có dữ liệu đó, cho đến khi tôi cảm thấy yên tâm với những gì dữ liệu cho thấy về việc giảm BDA, vùng cấm, chúng tôi sẽ tiếp tục áp dụng mức tương đương 100% TNT, chỉ từ quan điểm an toàn công cộng.”
Liên đoàn Vũ trụ Thương mại, một nhóm vận động hành lang, đã nộp lời khai bằng văn bản cho Quốc hội năm 2023, lập luận rằng chính phủ nên sử dụng “dữ liệu ngành hiện có” để làm cơ sở hiểu biết về tiềm năng nổ của methane và oxy lỏng. Theo liên đoàn, dữ liệu đó gợi ý chính phủ nên đặt mức tương đương nổ TNT không quá 25%, một thay đổi sẽ thu nhỏ đáng kể kích thước các vùng cấm quanh bãi phóng. Thành viên của tổ chức gồm những cái tên dùng methane nổi bật như SpaceX, Blue Origin, Relativity Space và Stoke Space — tất cả đều có bãi phóng tại Cape Canaveral.
Kế hoạch thử nghiệm methalox của chính phủ dự kiến tiêu tốn ít nhất 80 triệu đô la, theo Liên đoàn Vũ trụ Thương mại.
Mối bận tâm của các kỹ sư là oxy lỏng và methane có tính hòa tan cao, nghĩa là chúng trộn lẫn rất dễ, làm tăng nguy cơ “vụ nổ pha cô đặc” với “áp suất quá mức cao hơn đáng kể” so với tên lửa dùng hydro lỏng hoặc dầu hỏa. Các hỗn hợp quy mô nhỏ giữa oxy lỏng và khí tự nhiên hóa lỏng đã “cho thấy phạm vi nổ rộng với sản lượng lớn hơn TNT,” NASA viết năm 2023.
SpaceX đã công bố một số kết quả cơ bản từ các thử nghiệm nổ methalox của riêng mình vào tháng 9, trước khi chính phủ đưa ra kết luận. Công ty cho biết họ đã tiến hành “thử nghiệm rộng rãi” để tinh chỉnh các khu vực nguy hiểm nổ sao cho “phù hợp với vật lý của các hệ thống phóng mới.”
Tương tự Liên đoàn Vũ trụ Thương mại, SpaceX nói các cơ quan chính phủ hiện đang dựa vào “cách tiếp cận cực kỳ bảo thủ” khi thiết lập vùng cấm nổ, đơn giản vì thiếu dữ liệu để vẽ các vùng rõ ràng, chính xác. Trong bối cảnh thiếu dữ liệu, các vùng cấm cho tên lửa LOX/methane mặc định rất lớn, có thể gây gián đoạn hoạt động.
SpaceX cho biết họ đã thực hiện các thử nghiệm nổ methalox quy mô nhỏ “phối hợp chặt chẽ với NASA,” đồng thời thu thập dữ liệu từ các thử nghiệm Starship quy mô đầy đủ tại Starbase, Texas — bao gồm thông tin từ các chuyến bay và từ các lỗi thử nghiệm trên mặt đất gần đây. SpaceX kiểm soát phần lớn đất quanh cơ sở Nam Texas, nên có rất ít gián đoạn với bên thứ ba khi Starship phóng tại đây.
“Với tập dữ liệu này, SpaceX đã thiết lập một tính toán sản lượng dựa trên vật lý, vững chắc về mặt khoa học để ‘lấp đầy khoảng trống’ trong hiểu biết khoa học về tên lửa LOX/methane,” SpaceX cho biết.
Công ty không công khai phương pháp tính sản lượng, nhưng đã chia sẻ bản đồ cho thấy các vùng cấm đề xuất quanh các bãi phóng Starship tương lai tại Cape Canaveral và Trung Tâm Vũ Trụ Kennedy. Những vùng này nhỏ hơn đáng kể so với các vùng ban đầu mà Lực Lượng Vũ Trụ và NASA hình dung, nhưng SpaceX nói chúng dựa trên “dữ liệu thử nghiệm thực về sản lượng nổ và có bao gồm hệ số an toàn bảo thủ.”
Khoảng cách cấm đề xuất sẽ không ảnh hưởng đến bất kỳ bãi phóng đang hoạt động nào khác, cũng như lưu thông trên tuyến đường chính Bắc–Nam chạy qua bãi phóng vũ trụ, theo SpaceX. “SpaceX mong có cuộc thảo luận cởi mở, thẳng thắn và hợp lý, dựa trên khoa học và dữ liệu về hoạt động bãi phóng vũ trụ với các đồng nghiệp trong ngành.”
SpaceX sẽ có cơ hội đó vào tháng tới. Lực Lượng Vũ Trụ và NASA đang triệu tập một “ngày công nghiệp ngược” giữa tháng 12, nơi các công ty phóng sẽ trình bày ý tưởng về tương lai bãi phóng vũ trụ Cape Canaveral cho chính phủ. Bãi phóng vũ trụ đã tổ chức 101 vụ phóng trong năm nay — kỷ lục năm — chủ yếu nhờ nhịp Falcon 9 nhanh như chớp của SpaceX.
Chatman dự đoán số lượng tương tự — khoảng 100 đến 115 vụ phóng — từ Bờ Biển Vũ Trụ Florida trong năm tới, và một số dự báo cho thấy 300 đến 350 vụ phóng mỗi năm vào năm 2035. Con số có thể giảm trước khi tăng lại. “Khi chúng ta đưa các khả năng nâng nặng như Starship và những phương tiện lớn kế tiếp ra Khu Vực Phía Đông, tổng số lần phóng sẽ giảm, vì chúng ta có thể đưa nhiều khối lượng hơn lên quỹ đạo với các phương tiện nâng nặng,” Chatman nói.
Các công ty phóng có một số công việc phải làm để làm cho những con số đó trở thành hiện thực. Các quan chức Lực Lượng Vũ Trụ đã xác định các nút thắt tiềm năng của riêng họ, bao gồm thiếu cơ sở để chuẩn bị vệ tinh cho việc phóng và dòng chảy của các hàng hóa như nhiên liệu đẩy và khí áp suất cao vào bãi phóng vũ trụ.
Những lo ngại tầm thường như tắc đường giờ đây đủ quan trọng để xem xét sử dụng máy quét tự động tại các điểm kiểm tra phương tiện và có khả năng thêm một làn đường chuyên dụng cho các phương tiện vận chuyển chậm mang tên lửa đẩy từ nơi này sang nơi khác qua căn cứ phóng, theo Chatman. Điều này ngày càng quan trọng khi SpaceX, và giờ đây Blue Origin, thường xuyên đưa tên lửa có thể tái sử dụng của họ di chuyển giữa các địa điểm.
Các quan chức Lực Lượng Vũ Trụ phần lớn quy công cho sự gia tăng mạnh mẽ tỷ lệ phóng tại Cape Canaveral nhờ ngành phóng chấp nhận các cơ chế tự hủy tự động. Những “thiết bị pháo hoa” này phần lớn đã thay thế các hệ thống chấm dứt bay thủ công, vốn yêu cầu hỗ trợ mặt đất từ đội ngũ lớn hơn các kỹ sư an toàn khu vực, gồm nhà điều hành radar và nhân sự kiểm soát bay có thẩm quyền gửi lệnh hủy nếu tên lửa bay lệch. Hiện nay, hầu hết phương tiện phóng ở Mỹ đều thực hiện tự động.
Lực Lượng Vũ Trụ đã yêu cầu các công ty phóng sử dụng bãi phóng quân sự chuyển sang hệ thống an toàn tự động trước ngày 1 tháng 10 năm 2025, nhưng các quan chức quân sự đã cấp miễn trừ cho các thiết bị hủy có con người trong vòng lặp để tiếp tục bay trên tên lửa Atlas V của United Launch Alliance, Hệ Thống Phóng Vũ Trụ (SLS) của NASA, và hạm đội tên lửa đạn đạo của Hải Quân Mỹ. Điều đó đồng nghĩa những vụ phóng này sẽ tiêu tốn nhiều lao động hơn cho Lực Lượng Vũ Trụ, nhưng Atlas V sắp nghỉ hưu, còn SLS và Hải Quân chỉ xuất hiện thỉnh thoảng trên lịch phóng của Cape Canaveral.
