Robot Của Caltech Làm Nên Lịch Sử Bằng Cách Xây Dựng Một Công Trình Trong Không Gian

Trên quỹ đạo thấp của Trái Đất, một chiếc hộp robot cỡ khoảng một mét khối đã lặng lẽ làm việc suốt sáu tháng qua. Không có phi hành gia nào đứng cạnh nó. Ngày 5/11/2026, Viện Công nghệ California (Caltech) và Cơ quan Dự án Nghiên cứu Quốc phòng Tiên tiến Mỹ (DARPA) thông báo đây là lần đầu tiên một công trình được dựng tự động trong không gian. Chúng tôi đọc lại thông báo của hai cơ quan để hiểu điều gì thật sự vừa xảy ra, và vì sao những kỹ sư trong dự án xúc động đến vậy.

Chiếc Hộp Robot Mang Tên ASTRA

Thiết bị có tên ASTRA, viết tắt của Autonomous In-Space Tensioned Reflector Assembly, nằm trong chương trình NOM4D của DARPA và do giáo sư Sergio Pellegrino dẫn dắt. Bên trong là một cánh tay máy tự động gắp các thanh chống và khớp nối từ những ngăn chứa gần đó, rồi lặp đi lặp lại việc ghép các đoạn giống hệt nhau, gọi là khoang, của một khung giàn chu vi. Mục tiêu cuối cùng là một ăng ten phản xạ đường kính 1,4 mét làm từ ống sợi composite, khớp nối nhôm và lớp phản xạ bằng màng Kapton. DARPA ví quá trình này với việc ghép đồ chơi Tinkertoy hay K'Nex, nhưng tự động hóa việc ấy ngoài không gian thì chẳng phải trò trẻ con.

ASTRA rời mặt đất vào rạng sáng 30/3/2026 từ căn cứ Vandenberg, là một trong 10 tải trọng trên tàu Vigoride 7 của Momentus, phóng bằng sứ mệnh Transporter-16 của SpaceX. Trong hộp có sẵn hai khoang dựng từ dưới đất, cánh tay máy và toàn bộ linh kiện cho phần còn lại. Ở dưới mặt đất, nhóm kỹ sư reo hò theo từng giây của vụ phóng. Jaden Suh, nghiên cứu sinh sau tiến sĩ cũ của Caltech, rơm rớm nước mắt, vì từ nhỏ anh đã mơ được gửi sản phẩm của mình lên không gian.

Khi vào quỹ đạo, các thanh giữ cố định lúc phóng được nhả ra, hai khoang dựng sẵn được đẩy ra khỏi máy, rồi robot tự lắp khoang thứ ba. Đó là phần công trình đầu tiên được lắp ráp tự động ngoài không gian.

(Xem thêm: NASA Tìm Cách Cứu Kính Viễn Vọng Hubble Khỏi Nguy Cơ Rơi Xuống Trái Đất)

Những Bất Ngờ Không Có Trong Phòng Thí Nghiệm

Nhóm nhỏ của Caltech hoàn thiện, thử nghiệm và bàn giao tải trọng trong chưa đầy 12 tháng, nên chặng đường trên quỹ đạo không thiếu trục trặc. Môi trường vũ trụ khác Trái Đất ở rất nhiều chi tiết nhỏ, và theo anh Suh, đó chính là lý do người ta phải làm thử nghiệm chứng minh khái niệm. Mỗi sự cố buộc kỹ sư lặp lại thao tác nhiều lần.

Vì thời gian có hạn, robot mới dựng xong phần đầu của ăng ten. Khung giàn hoàn chỉnh cần 11 khoang, nhưng sứ mệnh kết thúc vào tháng 12 nên khó hoàn thành trọn bộ. Dù vậy nhóm cho rằng bài học thu được đủ để khẳng định cách lắp ráp này khả thi, đồng thời cần đơn giản hóa và tinh chỉnh thiết kế.

Tấm Phản Xạ Nhẹ Hơn Lưới Kim Loại Truyền Thống

Sau khi dựng xong mỗi khoang, cánh tay máy gắn một lớp màng đục lỗ dạng lưới lên khung giàn để tạo hai lưới cáp phản xạ, căng ngược chiều nhau nhờ lò xo. Khoang mới sau đó được đẩy ra ngoài và chu trình lặp lại. Vật liệu phản xạ do nhóm Caltech và các cộng sự tại Đại học Pennsylvania, dưới sự dẫn dắt của giáo sư Igor Bargatin, cùng phát minh. So với lưới kim loại đan thường dùng cho ăng ten xếp gọn, màng đục lỗ cần lực căng trước nhỏ hơn, nên cho phép thiết kế kết cấu nhẹ hơn nhiều.

Câu Hỏi Thường Gặp

Vì Sao Phải Xây Công Trình Ngay Trong Không Gian?

Kích thước của các công trình hiện nay bị giới hạn bởi khoang chứa của tên lửa. Từ đầu kỷ nguyên vũ trụ chỉ có hai cách đưa vật lớn lên quỹ đạo: gấp gọn khi phóng rồi bung ra, hoặc ghép thủ công các phần gửi lên qua nhiều chuyến phóng. Các nhà nghiên cứu cho rằng đã đến lúc cần lựa chọn thứ ba là xây ngay tại chỗ.

Công Nghệ Này Sẽ Dùng Vào Việc Gì?

Theo giáo sư Pellegrino, đồng giám đốc Dự án Điện mặt trời Không gian của Caltech, những kết cấu cỡ lớn có thể làm gương khổng lồ cho kính viễn vọng, khẩu độ cho ăng ten vô tuyến, hoặc các mảng pin mặt trời rất rộng để truyền điện về Trái Đất. DARPA nhắm tới quy mô hàng trăm mét đến hàng ki lô mét, và cho biết hiện chưa có công nghệ nào tiến gần tới mức đó.

Chương Trình NOM4D Là Gì?

DARPA khởi động NOM4D năm 2022 với mục tiêu cuối cùng là chở nguyên liệu thô từ Trái Đất để chế tạo ngay trên quỹ đạo. Ban đầu chương trình không xoay quanh một cuộc thử nghiệm trong không gian. Khi giai đoạn hai cho kết quả triển vọng, quản lý chương trình Andrew Detor quyết định đổi hướng giai đoạn cuối, và theo ông, từ ý tưởng đến lúc phóng nguyên mẫu chỉ mất 15 tháng. Chỉ có hai dự án vào được giai đoạn ba. Dự án còn lại do Đại học Illinois Urbana-Champaign dẫn dắt, sẽ lên Trạm Vũ trụ Quốc tế trong năm nay để thử cách xử lý vật liệu composite ngoài không gian.

Con Người Có Tham Gia Vào Quá Trình Này Không?

Không có phi hành gia, nhưng đội mặt đất vẫn điều khiển. Charles Sommer, Alan Truong và Tara Venkatadri gửi lệnh qua máy tính trên tàu Vigoride, rồi đối chiếu kết quả với ảnh tải về từ 11 camera của tải trọng. Mỗi ngày chỉ có khoảng 7 đến 8 khung giờ liên lạc, mỗi khung chừng 15 phút, nên nhóm thử các cách xử lý trên bản sao bay dự phòng đặt tại phòng thí nghiệm của giáo sư Pellegrino trước khi gửi giải pháp lên robot trên quỹ đạo. Vì vậy chữ tự động ở đây nên hiểu là chính robot thực hiện việc lắp ráp.

Kết Luận

Một khoang thứ ba trên chiếc ăng ten chưa hoàn thành nghe có vẻ nhỏ bé. Nhưng với những kỹ sư đã nhiều năm tin rằng máy móc có thể tự dựng công trình lớn trong không gian, đó là bằng chứng đầu tiên rằng ý tưởng ấy chạy được ngoài đời thật. Chúng tôi thấy giá trị lớn nhất của chuyến thử nghiệm này là niềm tin mới cho những ai muốn xây cao hơn, xa hơn. Còn rất nhiều việc phải làm trước khi những công trình dài hàng trăm mét xuất hiện, nhưng bước đầu tiên đã được đặt xuống, và lần này nó nằm trên quỹ đạo chứ không phải trên giấy.

Nguồn tham khảo:

Caltech Robotic Space Demo Successfully Builds in Space, Caltech