Tàu con thoi phát xít Đức và tham vọng tấn công nước Mỹ từ rìa vũ trụ (Kỳ 1)

Từ Trân Châu Cảng đến giấc mơ ném bom nước Mỹ

Ngày 8/12/1941, chỉ một ngày sau cuộc tấn công bất ngờ vào Trân Châu Cảng, Mỹ chính thức tuyên chiến với Đế quốc Nhật Bản. Ba ngày sau, đồng minh của Nhật là Đức Quốc xã cũng tuyên chiến với Mỹ – một quyết định chiến lược sai lầm nghiêm trọng.

Bởi lẽ, Mỹ không chỉ là cường quốc công nghiệp lớn nhất thế giới, mà còn có vị trí địa lý gần như “bất khả xâm phạm” trước các đòn tấn công trực tiếp từ cả Đức lẫn Nhật. Dù lực lượng tàu ngầm U-boat của hải quân Đức ban đầu đạt được nhiều thành công trước các tuyến vận tải của Đồng minh, nhưng đến năm 1943, sản lượng tàu buôn khổng lồ của Mỹ cùng những tiến bộ trong công nghệ và chiến thuật chống tàu ngầm đã giúp Đồng minh gần như kiểm soát hoàn toàn Đại Tây Dương.

Từ thời điểm đó, cách duy nhất để tấn công nước Mỹ là từ trên không – điều mà không một loại máy bay nào của Đức khi đó có thể thực hiện. Tuy nhiên, điều đó không ngăn cản tham vọng của Đức Quốc xã.

Trong suốt chiến tranh, các kỹ sư Đức đã đề xuất nhiều thiết kế táo bạo cho một loại “Amerikabomber” – máy bay ném bom có thể bay khoảng 6.000 km từ châu Âu tới New York để tấn công trực tiếp nước Mỹ. Phần lớn trong số này là những máy bay khổng lồ nhiều động cơ, nhưng có một ý tưởng nổi bật hơn hẳn.

Đó là một thiết kế mang tính “tiên tri”, tiên tiến đến mức phải hơn 40 năm sau, con người mới chế tạo được phương tiện tương tự. Đó chính là câu chuyện về Silbervogel – “Con chim bạc” – ý tưởng tàu con thoi của Đức Quốc xã chưa bao giờ trở thành hiện thực.

Ý tưởng tàu vũ trụ tái sử dụng: Đi trước thời đại

Ngay từ những ngày đầu của khoa học viễn tưởng, nhiều tác giả đã hình dung rằng tàu vũ trụ tương lai sẽ giống tàu thủy hoặc máy bay: những phương tiện có thể tái sử dụng nhiều lần, bay lên và quay về không gian mà không cần thay thế hoàn toàn.

Về lý thuyết, điều này giúp tiết kiệm rất nhiều chi phí so với các phương tiện dùng một lần. Tuy nhiên, trên thực tế, độ phức tạp trong thiết kế tàu vũ trụ tái sử dụng thường khiến chi phí tăng cao hơn lợi ích mang lại. Vì vậy, trong hơn 60 năm, phần lớn phi hành gia vẫn bay vào vũ trụ bằng các khoang tàu đơn giản, dùng một lần.

Dù vậy, điều này không ngăn cản các kỹ sư tìm cách giải bài toán. Một trong những người tiên phong chính là kỹ sư người Đức Eugen Sänger.

“Cha đẻ” của giấc mơ tàu lướt không gian

Eugen Sänger sinh năm 1905 tại thị trấn Pressnitz, thuộc Cộng hòa Séc ngày nay. Ban đầu, ông theo học ngành kỹ thuật xây dựng tại các trường đại học kỹ thuật ở Graz và Vienna (Áo). Tuy nhiên, trong thời gian này, Sänger đã đọc cuốn sách có ảnh hưởng lớn “By Rocket to Planetary Space” của nhà lý thuyết tên lửa tiên phong Hermann Oberth. Giống như nhiều kỹ sư trẻ cùng thời, ông bị cuốn hút mạnh mẽ và quyết định chuyển hướng sang lĩnh vực hàng không vũ trụ.

Cũng trong giai đoạn này, Sänger gia nhập Cộng đồng Du hành Không gian (Society for Space Travel), nơi quy tụ những cái tên sau này trở nên nổi tiếng, bao gồm chính Oberth và một kỹ sư trẻ khác là Wernher von Braun – người sau này được xem là “cha đẻ” của tên lửa đạn đạo V2 và tên lửa Saturn V đưa con người lên Mặt Trăng.

Với niềm đam mê mới, Sänger đã cố gắng viết luận văn về chủ đề bay bằng tên lửa, nhưng bị nhà trường từ chối vì cho rằng quá viển vông. Cuối cùng, ông tốt nghiệp năm 1929 với một đề tài “an toàn” hơn về kết cấu cánh máy bay. Tuy nhiên, ý tưởng ban đầu không hề bị lãng quên. Năm 1936, Sänger xuất bản luận văn bị từ chối của mình dưới dạng một cuốn sách mang tên Rocket Flight Engineering.

Trong cuốn sách này, ông trình bày một ý tưởng hoàn toàn mới về việc đạt được tốc độ cao và tầm bay xa bằng một loại máy bay không gian chạy bằng tên lửa. Thay vì bay vào quỹ đạo như tàu vũ trụ hiện đại, phương tiện này sẽ bay lên sát rìa khí quyển rồi rơi xuống theo quỹ đạo đạn đạo. Tuy nhiên, nhờ phần thân phẳng được thiết kế đặc biệt để tạo lực nâng, nó sẽ “nảy” lên khỏi bầu khí quyển giống như một viên đá nảy trên mặt nước.

Mỗi lần “nảy” như vậy, do lực cản không khí, quãng đường sẽ ngắn dần. Nhưng nếu tính toán chính xác vận tốc và góc tái nhập, phương tiện này có thể bay được nửa vòng Trái Đất chỉ trong vài chục phút. Ngày nay, kiểu quỹ đạo này được gọi là “tái nhập khí quyển phi đạn đạo” hay còn gọi là bay “boost-glide”.

Khi ý tưởng khoa học trở thành vũ khí chiến tranh

Những ý tưởng của Sänger nhanh chóng thu hút sự chú ý của Bộ Hàng không Đế chế Đức. Họ nhận thấy tàu lượn tên lửa của ông có thể trở thành công cụ tấn công trực tiếp lục địa Mỹ.

Năm 1936, Bộ này đã thành lập một phòng thí nghiệm gần Braunschweig (bang Niedersachsen) để Sänger phát triển động cơ tên lửa lực đẩy 100 tấn – yếu tố then chốt để biến ý tưởng táo bạo thành hiện thực. Tại đây, ông làm việc cùng một nhóm kỹ thuật viên và nhà toán học Irene Bredt – người sau này trở thành vợ Sänger vào năm 1951.

Sänger và Bredt đã cùng nhau giải quyết nhiều vấn đề lý thuyết phức tạp của chuyến bay “lướt không gian”, bao gồm thiết kế thân máy bay dạng “lifting body” tối ưu và xử lý lượng nhiệt khổng lồ sinh ra do ma sát và nén không khí khi tái nhập khí quyển.

Họ cũng tiên phong trong một cải tiến quan trọng của động cơ tên lửa: làm mát tái sinh. Trong động cơ tên lửa, nhiên liệu cháy tạo ra nhiệt độ cực cao, đủ để làm tan chảy các vật liệu thông thường như nhôm. Dù có thể dùng thép chịu nhiệt, điều này lại làm tăng trọng lượng và giảm hiệu suất.

Giải pháp của Sänger và Bredt là cho nhiên liệu chạy qua các lớp thành kép của buồng đốt và vòi phun trước khi được đốt cháy. Cách này vừa giúp hấp thụ nhiệt, vừa làm tăng áp suất nhiên liệu, cho phép thiết kế động cơ nhẹ hơn và hiệu quả hơn. Ngày nay, nguyên lý này vẫn được áp dụng trong hầu hết các động cơ tên lửa nhiên liệu lỏng.

×