Phi thuyền

Phi thuyền (tiếng Anh: spacecraft; tiếng Nga: космический аппарат) là tên gọi chung của các thiết bị với chức năng là thực hiện nhiều bài toán khác nhau về không gian vũ trụ, tiến hành nghiên cứu các công việc khác nhau trên bề mặt của những thiên thể khác nhau. Các thiết bị vũ trụ được đưa lên quỹ đạo nhờ các tên lửa đẩy.

Phi thuyền được dùng để vận chuyển người hay các trang bị, hàng hóa lên khoảng không ở bên ngoài tầng khí quyển Trái Đất được gọi là tàu vũ trụ. Tàu vũ trụ hay tầu vũ trụ,^[1] còn có tên gọi là phi thuyền không gian, có hai loại cơ bản là tàu vũ trụ có người lái như tàu Phương Đông (Liên Xô), tàu vũ trụ Soyuz (Nga), hệ thống tàu con thoi (Mỹ), tàu Thần Châu (Trung Quốc); tàu vận tải (tàu vũ trụ không người lái) như tàu vận tải Tiến Bộ (Nga), tàu vận tải HTV (Nhật).

Ngoài ra thiết bị vũ trụ còn bao gồm vệ tinh các loại, trạm vũ trụ (Trạm vũ trụ Hòa Bình, Trạm vũ trụ Quốc tế), kính viễn vọng không gian Hubble, kính thiên văn không gian James Webb, Phòng thí nghiệm khoa học Sao Hỏa.v.v...

Phân loại

Phân loại theo hoạt động

Trạm vệ tinh: Là các loại tàu vũ trụ chỉ được phóng và trở thành một vệ tinh nhân tạo của Trái Đất nhằm làm một trạm có khả năng kết nối với các tàu vũ trụ khác, thực hiện các thí nghiệm không gian, và có thể dùng làm trạm trung chuyển cho các chuyến phi hành có người lái vào khoảng không xa hơn của vũ trụ. Các trạm này sẽ ở lại vĩnh viễn trong quỹ đạo cho đến khi không sử dụng nữa. Ví dụ của trạm vệ tinh là Skylab, Trạm vũ trụ Quốc tế.
Tàu thám hiểm: Đây là loại tàu vũ trụ có khả năng bay theo một quỹ đạo nào đó hoặc vượt ra khỏi tầm hút của Trái Đất. Ví dụ bao gồm các phi thuyền trong chương trình Apollo, các phi thuyền bay tới Sao Hỏa,...

Phân loại theo chức năng

Tàu mẹ (phi thuyền mẹ)
Tàu con (phi thuyền con)
Tàu con thoi (phi thuyền con thoi) gồm có 3 phần chính: Hai tên lửa đẩy nhiên liệu rắn, thùng chứa nhiên liệu (nằm bên ngoài) để cung cấp nhiên liệu cho 3 động cơ chính của tàu trong quá trình phóng, trạm quỹ đạo chứa phi hành đoàn và được thiết kế để có thể kết nối vào trạm không gian. Tổng cộng có 5 tàu con thoi được đóng: Atlantis, Challenger (rơi năm 1986 trong quá trình phóng), Columbia (rơi năm 2003 trong quá trình đáp), Discovery và Endeavour.

Ví dụ về tàu vũ trụ

Tàu vũ trụ có người lái

Tàu vũ trụ nặng nhất

Tàu con thoi của NASA STS/Trạm quỹ đạo - 109.000 kg

Phi thuyền không có người lái

Phi thuyền bay xa nhất

Voyager 1 với 9,58 tỉ mile
Pioneer 10 với 8,34 tỉ mile
Voyager 2 với 7,44 tỉ mile

Phi thuyền nhanh nhất

Helios probes I & II Trạm thăm dò Mặt Trời - 158,000 mph hay 43,9 dặm/giây

Phi thuyền đang được phát triển

ATV
Crew Exploration Vehicle
Kliper - của Nga
H-II Transfer Vehicle
Trạm thăm dò Mặt Trăng của Ấn Độ Chandrayan-1
CNES Mars Netlander
James Webb Space Telescope - ngưng trệ
Kepler Mission Đi tìm hành tinh
ESA Darwin
NASA Dawn Mission
Herschel Space Observatory
Phòng thí nghiệm khoa học Sao Hỏa Rover
Phi thuyền Phoenix Mars Scout
Shenzhou Cargo

Phi thuyền dân sự

Genesis-1 (không người lái)

Phi thuyền dân sự đang phát triển

Bristol Ascender máy bay vũ trụ
Rocketplane XP
ESA Skylon SSTO
Space Adventures Explorer rocketplane
Space Dev Dream Chaser
Space Ship Two
SpaceX Dragon
Virgin Galactic

Các dự án phi thuyền bị hủy bỏ

Apollo 18 - Apollo 21
Chương trình tàu con thoi 921-3 của Trung Quốc
ESA Tàu con thoi Hermes
Tàu con thoi Buran
Soyuz Kontakt 1
Trạm thăm dò Terrestrial Planet Finder
Cơ quan vũ trụ châu Âu Kính viễn vọng Eddington
Mars Telecom Orbiter

Các chương trình phi thuyền của SSTO bị hủy

RR/British Aerospace HOTOL
ESA Phi thuyền Hopper Orbiter
McDonnell Douglas Clipper DC-X
Roton Rotored-Hybrid
Lockheed-Martin VentureStar

Phóng tàu vũ trụ

Có hai phương pháp chính:

Mượn phản lực của các tên lửa nằm ngoài tàu. Các tên lửa đẩy này sẽ rời tàu khi hết nhiên liệu.
Dùng buồng phản lực riêng kết hợp với sức đẩy của tên lửa.

Vai trò của thám hiểm không gian

Mục đích ban đầu của công cuộc thám hiểm không gian là cuộc chạy đua tranh giành ảnh hưởng trong không gian (và do đó ảnh hưởng lên toàn thế giới còn lại) giữa Liên Xô và Hoa Kỳ trong thời kỳ Chiến tranh Lạnh (1950-1990).

Kể từ sau Chiến tranh Lạnh, các tiến bộ kỹ thuật phát triển trong các chương trình thám hiểm không gian đã được ứng dụng rộng rãi vào viễn thông dân dụng. Kính viễn vọng Hubble đẩy mạnh sự hiểu biết về các thiên hà xa xôi và các supernova; các thí nghiệm trong môi trường không trọng lực trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) giúp tạo ra các loại hợp kim mới, v.v.