Phóng tàu vũ trụ con thoi từ một loại thủy phi cơ hai thân bay với vận tốc 600 km/h bên trên mặt biển, tàu vũ trụ được xuất phát theo chiều ngang cùng chiều với thủy phi cơ. Đó là ý tưởng táo bạo của các kỹ sư người Nga và Nhật.
Trong khi các nhà nghiên cứu Mỹ đang ra sức hoàn thiện những loại máy bay – vũ trụ (những loại máy bay được chế tạo như mô hình tàu vũ trụ có tốc đọ bay siêu âm) một tầng, có thể dùng lại nhiều lần theo kiểu tàu con thoi, thì nhiều nhà nghiên cứu Nga và Nhật Bản lại tìm cách làm sao bứt các tàu con thoi của họ khỏi lực hút Trái đất một cách hiệu quả nhất và ít tốn kém hơn. Thực vậy, như chúng ta đã biết, vị trí thuận lợi nhất để phóng các con tàu vũ trụ là trên đường xích đạo, vì tại đó các tàu vũ trụ sẽ tận dụng được tối đa lực văng ra tự nhiên sinh ra do sự quay của Trái đất. Thế mà không giống như châu Âu có những lãnh thổ hải ngoại nằm trên đường xích đạo, ví dụ như Pháp có lãnh thổ Kourou và Guyane (nơi phóng các tên lửa Arian), Mỹ có Mũi Canaveral ở Florida, Nga và Nhật Bản không có lãnh thổ nào nằm trên đường xích đạo để từ đó phóng hay hạ cánh các tàu vũ trụ của họ. Đây cũng là một trong những lý do khiến các nhà nghiên cứu hai nước bắt tay vào nghiên cứu phương pháp phóng tàu vũ trụ này. Nhật Bản đang quan tâm hơn bao giờ hết đến chinh phục Vũ trụ. Còn người Nga lại là những chuyên gia hàng đầu về thủy phi cơ (loại máy bay có thể lướt trên mặt nước với tốc độ cao) từ những năm 60. Thực vậy, năm 1963 người Nga đã bí mật chế tạo chiếc thủy phi cơ KM (Korabl – Meket) mà tình báo quân sự Mỹ gọi là “Con quái vật của biển cả”, nặng 540 tấn, bay cách mặt nước vài mét với tốc độ 500km/h. Năm 1973, Hải quân Liên Xô lại có thêm chiếc thủy phi cơ Orlyonok, có thể lướt trên mặt biển với tốc độ 400km/h. Vài năm sau khi chiếc KM gặp nạn năm 1980, một loại thủy phi cơ nữa là Lun đã ra đời, nặng 400 tấn và được quân đội Liên Xô sử dụng để từ đó phóng các tên lửa.
Chính chiếc Lun này đã gợi cho các kỹ sư Nga, Alexander Nebylov và Victor Sokolov cùng hai kỹ sư Nhật Bản, Nobuyuki Tomita và Yoshiaki Ohkami, ý tưởng về một loại thủy phi cơ khổng lồ dùng làm nơi cất và hạ cánh các tàu vũ trụ con thoi. Đó sẽ là một chiếc thủy phi cơ hai thân được nối với nhau bởi một chiếc “cầu sân bay” diện tích 3.000m2, trên đó được phủ lớp chất chống nhiệt. Chiếc thủy phi cơ này sẽ được đẩy bởi từ 8 đến 10 mô tơ cực mạnh của máy bay (hiện đang được chế tạo tại Nga) cho phép nâng được một khối lượng 1.600 tấn, trong đó 800 tấn là trọng lượng của tàu vũ trụ, lên cách mặt biển vài mét và bay với tốc độ 600km/h. Khi chiếc thủy phi cơ chở chiếc tàu vũ trụ con thoi trên chiếc cầu của nó bay gần đạt vận tốc tối đa thì cũng là lúc con tàu vũ trụ này bắt đầu khởi động mô tơ của nó để chuẩn bị bứt ra khỏi chiếc thủy phi cơ. Lúc đầu tầu vũ trụ con thoi sẽ bay theo phương nằm ngang, nó bứt ra ở góc 150 , sau đó sẽ dần dần bay theo phương thẳng đứng với vận tốc 966km/h để thoát khỏi lực hút Trái đất.
Ưu điển của hình thức phóng tàu con thoi này là gì? Ưu điểm đầu tiên là tạo cho tàu con thoi một vận tốc ban đầu lớn và tiêu thụ nhiên liệu ít hơn. Trong hệ thống cất cánh truyền thống theo phương thẳng đứng, tên lửa đẩy cho tầu con thoi phải có khối lượng nhiên liệu rất lớn để có thể đưa được khối lượng lớn bứt ra khỏi bầu khí quyển. Còn trong trường hợp cất cánh theo phương nằm ngang trên một chiếc thủy phi cơ thì tầu con thoi khi cất cánh đã có sẵn một vận tốc ban đầu, do đó tiết kiệm được nhiên liệu mà tầu phải mang theo. Nên nhớ rằng lượng nhiên liệu tầu mang theo lớn hơn nhiều lượng nhiên liệu dùng cho tên lửa đẩy. Một ưu điểm nữa, địa điểm phóng tàu con thoi từ thủy phi cơ là bất kỳ nơi nào trên đường xích đạo trong vùng biển quốc tế, để tận dụng được đà văng tự nhiên do lực quay của Trái đất sinh ra. Khi sử dụng chiếc thủy phi cơ có cái lưng phẳng lớn này, người ta sẽ tận dụng được “Hiệu ứng mặt đất”, giống như một đệm khí: khi bay là là mặt nước thì bên dưới chiếc thủy phi cơ này không khí sẽ trở nên đặc hơn và tạo nên một đệm khí giúp đẩy nó bay lên, diện tích bề mặt gồm cánh và thân thủy phi cơ càng lớn thì lực đẩy của đệm khí càng mạnh. Điều này giải thích vì sao trong Chiến tranh Thế giới thứ II, nhiều phi công đã lợi dụng hiện tượng tự nhiên này trong trường hợp máy bay của họ bị hỏng một trong số các mô tơ, họ đã cho máy bay bay là là mặt nước để giúp tăng thêm lực đẩy cho báy bay, nhờ hiệu ứng đệm khí.
Bên cạnh những ưu điểm trên, các kỹ sư còn phải tính đến nhiều vấn đề như hạ tầng cơ sở cho loại thủy phi cơ này, nhất là để đối phó với vấn đề kỹ thuật và thời tiết. Chẳng hạn phải phối hợp nhịp nhàng giữa tốc độ của tàu con thoi và tốc độ của thủy phi cơ. Vấn đề hạ cánh là khó khăn nhất vì ngoài yêu cầu về tính chính xác thì thời tiết cũng phải thuận lợi.
Sciences et Avenir, 1/2005
