Soyuz (dòng tên lửa)

Nga
|stages = 3
|family = R-7
|status = Đang hoạt động
|sites =
|first = 28 tháng 11, 1966
|payloads = SoyuzProgress
}}

Soyuz (, như trong Liên bang Xô viết, mã định danh GRAU: 11A511) là một họ tên lửa đẩy hạng trung dùng một lần của Liên Xô, về sau là của Nga. Ban đầu nó được phát triển bởi cục thiết kế OKB-1 và được chế tạo tại RKT Progress ở Samara, Nga. Họ tên lửa Soyuz hiện giữ kỷ lục về số lần phóng nhiều nhất trong lịch sử hàng không vũ trụ. Tất cả các biến thể Soyuz đều thuộc họ tên lửa R-7, vốn phát triển từ R-7 Semyorka, tên lửa đạn đạo liên lục địa (ICBM) đầu tiên trên thế giới.

Giống như một số tên lửa phóng của Liên Xô khác, tên các loại tải trọng (tàu vũ trụ) thường gắn liền với tên tên lửa. Tên lửa Soyuz được biết đến rộng rãi như là phương tiện phóng tàu có người lái Soyuz (tàu vũ trụ) trong chương trình Soyuz, cũng như tàu chở hàng không người lái Progress. Tuy nhiên, trên thực tế, phần lớn các lần phóng Soyuz được dùng để đưa vệ tinh lên quỹ đạo cho cả mục đích dân sự lẫn quân sự, chứ không chỉ cho các chuyến bay có người lái.

Tất cả các biến thể Soyuz đều sử dụng nhiên liệu RP-1 (một dạng dầu hoả tinh luyện) và ôxy lỏng (LOX) làm chất oxy hoá, ngoại trừ Soyuz-U2, loại sử dụng Syntin (một dạng dầu hoả tổng hợp tinh chế hơn) với LOX.

Trong giai đoạn từ khi tàu con thoicủa NASA nghỉ hưu năm 2011 cho đến chuyến bay có người lái đầu tiên của Crew Dragon năm 2020, các tên lửa Soyuz là phương tiện phóng duy nhất được chứng nhận có khả năng đưa phi hành gia lên và đưa họ trở về từ Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS).

Soyuz là loại tên lửa đẩy kỳ cựu được sử dụng nhiều và lâu nhất trên thế giới so với các loại thiết bị phóng khác với tổng cộng hơn 1700 lần phóng kể từ khi bắt đầu được sử dụng vào năm 1966. Loại tên lửa này nổi tiếng bởi số lần phóng khổng lồ cùng độ tin cậy cao, mặc dù thiết kế gần như không quá nhiều thay đổi sau 60 năm hoạt động. Nó được coi là xương sống cho các chương trình không gian có người lái và không người lái của Nga. Ban đầu, tên lửa Soyuz được phóng lên từ sân bay vũ trụ Baykonur ở Kazakhstan và sân bay vũ trụ Plesetsk ở phía tây bắc nước Nga. Bãi phóng Kourou của châu Âu ở Guyana (khu vực Nam Mỹ) thuộc Pháp cũng được xây dựng thêm để trở thành địa điểm phóng thứ ba cho tên lửa Soyuz theo một chương trình hợp tác giữa châu Âu và Nga trong lĩnh vực không gian. Vào ngày 28 tháng 4 năm 2016, một tên lửa Soyuz-2.1a đã lần đầu phóng tại bãi phóng tên lửa Soyuz thứ tư và mới nhất của Nga, sân bay vũ trụ Vostochny (Космодром Восточный - Kosmodrom Vostochny - "Sân bay vũ trụ Phương Đông").

Lịch sử

Phát triển

Tên lửa đẩy Soyuz đầu tiên được giới thiệu vào năm 1966. Nó được phát triển từ tên lửa đẩy Vostok trước đó, mà bản thân Vostok lại dựa trên R-7 Semyorka, tên lửa đạn đạo xuyên lục địa đầu tiên trên thế giới. Soyuz sử dụng cấu hình ba tầng với tầng ba Block I. Bốn vụ phóng thử đầu tiên đều thất bại, nhưng các sứ mệnh tiếp theo đã thành công.

Một biến thể bốn tầng, Molniya, được phát triển bằng cách bổ sung thêm một tầng trên, cho phép phóng tải trọng lên các quỹ đạo hình elip kéo dài kiểu Molniya. Loại tên lửa được phát triển tiếp theo, Soyuz-U, trở thành “ngựa thồ” chủ lực của cả họ tên lửa.

Vào năm 1982, một mẫu tên lửa Soyuz cải tiến gọi là Soyuz-U2 (mã đinh danh GRAU: 11A511U2) được đưa vào sử dụng với khả năng mang trọng tải cao hơn một chút so với phiên bản Soyuz-U. Loại tên lửa này sử dụng một loại kerosene tổng hợp gọi là "syntin " cho tầng thứ nhất. Tuy nhiên sự ngừng sản xuất syntin vào năm 1996 khiến việc sử dụng Soyuz-U2 bị ngưng lại và được thay thế trở lại bởi Soyuz-U.

Năm 2001, Soyuz-FG sửa đổi từ Soyuz-U ra đời. Phiên bản này có khả năng mang trọng tải tăng hơn so với Soyuz-U với việc sử dụng động cơ tầng thứ nhất và thứ hai mới là RD-107A và RD-108A có hiệu suất cao hơn so với những động cơ của Soyuz-U.

Trong thời kỳ Chiến tranh Lạnh, các ký hiệu mẫu chính xác của Liên Xô không được công bố rộng rãi. Ở phương Tây, Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ gọi tên lửa đẩy Soyuz là SL-4, trong khi Charles Sheldon thuộc Thư viện Quốc hội Hoa Kỳ đặt ký hiệu A-2. Cả hai hệ thống định danh này sau đó đều bị loại bỏ khi có được thông tin chính xác hơn.

Sản lượng tên lửa Soyuz đạt đỉnh khoảng 60 chiếc mỗi năm vào đầu thập niên 1980. Đến thế kỷ 21, Soyuz đã trở thành tên lửa đẩy được sử dụng thường xuyên nhất trên thế giới, với hơn 1.700 vụ phóng. Bất chấp tuổi đời lớn, họ tên lửa này vẫn tiếp tục được sử dụng nhờ chi phí tương đối thấp, độ tin cậy cao và hiệu năng đã được chứng minh. Tuy nhiên những khó khăn về tài chính buộc các nhà phát triển phải chia dự án Soyuz-2 ra các giai đoạn: Soyuz-2.1a và Soyuz-2.1b. Soyuz-2.1a được phóng thử thành công vào tháng 11 năm 2004. Soyuz-2.1b được phát triển từ Soyuz-2.1a, và là phiên bản được nâng cấp đầy đủ với động cơ tầng thứ ba hoàn toàn mới. Soyuz-2.1b được phóng thành công vào tháng 12 năm 2006 từ Sân bay vũ trụ Baykonur.

Việc thành lập công ty Starsem vào tháng 7 năm 1996 đã mang lại nguồn tài trợ mới cho một phương án khiêm tốn hơn: Soyuz-Fregat hay Soyuz-U/Fregat. Biến thể này gồm một tên lửa Soyuz-U được chỉnh sửa nhẹ, kết hợp với tầng trên Fregat, có khả năng đưa tới 1,350 kilôgam (2,980 lb) lên quỹ đạo chuyển tiếp địa tĩnh (GTO).

Tháng 4 năm 1997, Starsem nhận hợp đồng của Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) để phóng hai cặp vệ tinh khoa học plasma Cluster II bằng Soyuz-Fregat. Trước khi cấu hình này được đưa vào sử dụng, Starsem đã phóng 24 vệ tinh viễn thông Globalstar trong 6 vụ phóng, dùng tầng trên Ikar có khả năng tái khởi động, từ 22 tháng 9 năm 1999 đến 22 tháng 11 năm 1999.

Sau các chuyến bay thử nghiệm thành công của Soyuz-Fregat vào ngày 9 tháng 2 năm 2000 và 20 tháng 3 năm 2000, các vệ tinh Cluster II được phóng lần lượt vào ngày 16 tháng 7 năm 2000 và 9 tháng 8 năm 2000. Một tên lửa Soyuz-Fregat khác đã phóng tàu thăm dò Mars Express của ESA từ Baikonur vào tháng 6 năm 2003.

Vận chuyển phi hành đoàn lên ISS
Từ 1 tháng 2 năm 2003 đến 26 tháng 7 năm 2005, trong thời gian toàn bộ đội tàu con thoi Hoa Kỳ bị “đóng băng” hoạt động, Soyuz là phương tiện duy nhất có thể đưa người lên và đưa người về từ Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS). Điều này bao gồm cả việc vận chuyển tiếp tế thông qua tàu chở hàng Progress, cũng như thay ca phi hành đoàn. Sau khi đội tàu con thoi của NASA chính thức nghỉ hưu năm 2011, chương trình không gian Hoa Kỳ không còn phương tiện nội địa nào để đưa phi hành gia vào quỹ đạo, và NASA phải phụ thuộc vào Soyuz để đưa phi hành đoàn lên vũ trụ cho đến năm 2020. Năm 2020, NASA nối lại các chuyến bay có người lái từ lãnh thổ Hoa Kỳ thông qua chương trình Commercial Crew Development (Chương trình Phát triển Phi hành đoàn Thương mại).

Soyuz 2

sãn sàng phóng (2007)]]

Phiên bản tên lửa đẩy kì cựu Soyuz-U được thay thế bởi pphieen bản mới với tên gọi Soyuz 2, được trang bị hệ thống điều khiển điện tử và tầng đẩy thứ ba được được cải tiến mạnh, sử dụng động cơ mới. Phiên bản phát triển đầu tiên của Soyuz-2, gọi là Soyuz-2.1a, được trang bị hệ thống dẫn đường số nhưng vẫn dùng động cơ tầng ba kiểu cũ, đã thực hiện chuyến bay thử dưới quỹ đạo vào ngày 4 tháng 11 năm 2004 từ sân bay vũ trụ Plesetsk tiếp đó là một chuyến bay lên quỹ đạo vào ngày 23 tháng 10 năm 2006 từ Baikonur. Biến thể được sửa đổi đầy đủ (Soyuz-2.1b) bay lần đầu vào ngày 27 tháng 12 năm 2006, mang theo vệ tinh CoRoTtừ sân bay vũ trụ Baikonur.

Ngày 19 tháng 1 năm 2005, Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) và Roscosmos đã thống nhất phóng các tên lửa Soyuz ST từ Trung tâm vũ trụ Guyane. Vị trí phóng gần xích đạo cho phép Soyuz đưa từ 2,7 đến 4,9 tấn lên quỹ đạo đồng bộ Mặt Trời, tùy theo loại động cơ tầng ba được sử dụng. Việc xây dựng bệ phóng mới bắt đầu năm 2005 và hoàn thành vào tháng 4 năm 2011. Khác với Baikonur, bệ phóng này sử dụng phương thức tích hợp tên lửa theo phương thẳng đứng, phù hợp thông lệ ở Guiana thuộc Pháp, thay vì tích hợp theo phương ngang. Một lần phóng thử đã được tiến hành vào đầu tháng 5 năm 2011. Chuyến phóng vận hành đầu tiên diễn ra ngày 21 tháng 10 năm 2011, đưa hai vệ tinh đầu tiên của hệ thống định vị toàn cầu Galileo lên quỹ đạo.

Các tên lửa Soyuz-U và Soyuz-FG được thay thế dần bởi Soyuz-2 từ năm 2014 đến năm 2019. Soyuz-U chính thức ngừng hoạt động vào năm 2017, trong khi Soyuz-FG tiếp tục chở các phi hành gia lên ISS cho đến tháng 9 năm 2019 (chuyến bay cuối cùng, Soyuz MS-15, ngày 25 tháng 9 năm 2019).

Image:RocketLaunch2018-08.jpg|Soyuz-2.1b (2018)
Image:"Soyuz" launch vehicles model series on MAKS-2021.jpg|Từ trái sang phải: Soyuz-2.1v, Soyuz-2.1a, Soyuz-2.1b và Soyuz-5

Cấu tạo
Được chế tạo bởi TsSKB Progress, Soyuz là một loại phương tiện phóng hạng trung chỉ sử dụng một lần.

Theo thuật ngữ của Nga, Soyuz là một loại phương tiện phóng ba tầng. Nó gồm có tầng thứ nhất và tầng thứ hai tương tự như của tên lửa hai tầng R-7 và có thêm một tầng thứ ba ở trên. Các động cơ dùng trong tên lửa Soyuz được thiết kế bởi NPO Energomash. Hiện tại tầng trên này không còn được sử dụng.
Tầng trên Fregat: Được phát triển bởi NPO Lavochkin. Fregat có nguồn gốc từ hệ thống tạo sức đẩy (propulsion system) của các tàu thăm dò liên hành tinh của Lavochkin. Nó có thể khởi động lại tới 20 lần. Tương tự như Ikar, nó sử dụng nhiên liệu là UDMH và chất oxy hóa là N2O4. Tầng này được sử dụng trong các lần phóng của Cơ quan Vũ Trụ Nga/Roscosmos, Arianespace và Lực lượng Hàng không - Vũ trụ Nga.
Tầng trên Volga

Phiên bản
Các phiên bản của Soyuz đã từng và đang hoạt động

Soyuz (11A511): Ban đầu được thiết kế để phóng phức hợp Soyuz 7K-9K-11K trong chương trình bay lên Mặt Trăng cũng như vệ tinh do thám Zenit-4, do đó được gọi là tên lửa Soyuz. Phiên bản này được phóng lên lần đầu tiên vào ngày 28 tháng 11 năm 1966. 11A511 đã được chuẩn hóa và sử dụng để phóng các phiên bản đầu tiên của tàu Soyuz cho tới năm 1975.
Soyuz-M (11A511M): Ban đầu được thiết kế để phóng phiên bản tàu quân sự chở người Soyuz 7K-VI. Dự án Soyuz 7K-VI sau đó bị hủy bỏ nhưng Soyuz-M vẫn được tiếp tục phát triển và sử dụng để phóng vệ tinh do thám Zenit-4MT từ năm 1971 tới 1976.
Soyuz-U (11A511U): Hiện đại hóa từ 11A511, phiên bản này đã được chuẩn hóa và trở thành loại tên lửa được phóng nhiều nhất trong lịch sử, với tổng cộng 787 lần phóng trong 43 năm hoạt động, trong đó có 765 lần phóng thành công và 22 lần phóng thất bại. Soyuz-U được phóng lên lần đầu năm 1973, được sử dụng một cách rộng rãi để phóng nhiều loại trọng tải, từ các tàu vũ trụ tới nhiều loại vệ tinh nhân tạo khác nhau. Soyuz-U phóng lần cuối vào ngày 22 tháng 2 năm 2017, đưa tàu vận tải Progress MS-05 lên Trạm Vũ trụ Quốc tế.
Soyuz-2.1v (14A15): Từng được gọi là Soyuz-1, là một biến thể tên lửa đẩy hạng nhẹ của dòng Soyuz, với tầng trung tâm sử dụng một động cơ NK-33 hoàn toàn khác và khỏe hơn so với động cơ RD-108A. Tên lửa đồng thời không có tầng đẩy phụ, khác với các dòng Soyuz khác. Tên lửa này đã phóng lần đầu vào ngày 28 tháng 12 năm 2013, mang theo phiên bản thử nghiệm vệ tinh nghiên cứu dành cho học sinh, sinh viên Aist và 2 vệ tinh khác của Bộ Quốc phòng Nga.
]]

Chú thích: các phiên bản Soyuz có đánh dấu sao () đã ngưng hoạt động. Các phiên bản không đánh dấu vẫn đang hoạt động

Các đề án bị hủy bỏ

Soyuz 2-3: Khái niệm Soyuz 2-3 ra đời năm 2005, là bước trung gian giữa Soyuz 2 và Soyuz 3. Nó sẽ được dùng để phóng một phiên bản nhẹ của tàu Kliper và khoang chở hàng trong hệ thống tàu kéo quỹ đạo Parom.
Soyuz 3: Đây là một dự án ra đời năm 2005. Soyuz 3 được thiết kế để phục vụ việc phóng tàu Kliper lên quỹ đạo.
Onega: Một phiên bản cải tiến khác từ Soyuz, được đề nghị vào năm 2004 để phóng phi thuyền Kliper. Nếu được cấp ngân sách đầy đủ, phiên bản đồ sộ này có thể được phóng vào năm 2010.
Soyuz 11K55: Đề xuất năm 1963. Phiên bản này được thiết kế để phóng tầng tên lửa Soyuz B (9K) trong phức hợp Soyuz A-B-V (7K-9K-11K) bay tới Mặt Trăng. Phiên bản này bị hủy bỏ cùng với Soyuz B.
Soyuz 11K56: Đề xuất năm 1963 để phóng tàu chứa dầu Soyuz V (11K) trong phức hợp Soyuz A-B-V. Sau đó cũng bị hủy bỏ cùng với Soyuz V.
Soyuz 11A514: Đề xuất năm 1964, phiên bản này được thiết kế để phóng vệ tinh do thám quân sự Soyuz R. Dự án này bị hủy bỏ cùng với đề án Soyuz R vào năm 1966.

Bãi phóng
.|244x244px]]
Tên lửa Soyuz có thể được phóng từ Baikonur, Kazakhstan; Plesetsk ở phía bắc nước Nga; bãi phóng Soyuz tại Kourou, Guiana của Pháp; và bãi phóng Vostochny tại tỉnh Amur, Nga. Tại Baikonur có hai bệ phóng dành cho Soyuz: phức hợp (LC – Launch Complex) số 1/5 và 31/6. Tại Plesetsk có 3 bệ phóng dành cho Soyuz: phức hợp số 16 và 43 (trái và phải). Soyuz còn được phóng từ Kourou, Guiana của Pháp, một địa điểm ở gần quỹ đạo. Bãi phóng của Soyuz ở Kourou, được gọi là ELS (l’Ensemble de Lancement Soyouz), nằm cách địa điểm phóng của Ariane 5 khoảng 13&nbsp;km về phía tây bắc, ở gần làng Sinnamari. Bãi phóng Vostochny được khởi công vào năm 2011, và 5 năm sau tên lửa Soyuz-2.1a, mang theo vệ tinh thiên văn học Mikhailo Lomonosov của Đại học Quốc gia Moscow, vệ tinh nghiên cứu Aist-2D và SamSat 218, lần đầu phóng lên từ bãi phóng mới này, vào ngày 28 tháng 4 năm 2016.

Tham khảo

Xem thêm
Tên lửa R-7
Chương trình không gian Nga
TsSKB Progress
Starsem
Baikonur
Plesetsk
Kourou
Liên kết ngoài

Russianspaceweb:
Họ tên lửa R-7 tại Russianspaceweb
Tầng trên Fregat
Astronautix:
Tên lửa R-7
Soyuz ST
Soyuz ST/ Fregat ST
TsSKB Progress
Soyuz-U
Họ phương tiện phóng R-7
Phương tiện phóng Vostok
Phương tiện phóng Voskhod
Phương tiện phóng Molniya-M
Starsem:
Soyuz manual
Globalstar launch kit
Arianespace
Tên lửa Soyuz
Soyuz-Fregat
Soyuz-Ikar
http://mdb.cast.ru/mdb/2-2005/space/cosmodrome/
kourou-soyuz
http://www.space-travel.com/reports/Russian_European_Space_Agencies_To_Develop_Manned_Spaceship_999.html
http://www.spacedaily.com/reports/Arianespace_Set_To_Commercialise_Soyuz.html
http://www.redorbit.com/news/space/46473/russian_experts_leave_for_kourou_space_center/
Progress web
http://www.nasaspaceflight.com/content/?cid=4973
http://www.deagel.com/Space-Launch-Systems/Soyuz-U_a000231004.aspx
http://www.warandpeace.ru/en/exclusive/view/11544/
Inauguration of the Soyuz launch facilty in French Guiana