Thật khó tin khi một cường quốc công nghệ như Anh lại không theo đuổi chương trình không gian riêng. Trên thực tế, họ là nước đầu tiên và cũng là duy nhất phát triển tên lửa phóng vệ tinh rồi từ bỏ nó.

Hình chụp tên lửa Black Arrow của Anh. Ảnh: Wikimedia
Hình chụp tên lửa Black Arrow của Anh. Ảnh: Wikimedia

Năm 1964, dự án Black Arrow (Mũi tên đen) được khởi xướng nhằm tiếp nối thành công của Black Knight (Kỵ sĩ đen) – chương trình chế tạo tên lửa vũ trụ đầu tiên của Anh Quốc, dựa trên cơ sở cải tiến tên lửa đạn đạo tầm trung Blue Streak (đã chấm dứt). Black Knight là tên lửa đạn đạo một tầng, có khả năng đạt đến độ cao 800 km nhưng vẫn chưa thể đưa vệ tinh lên quỹ đạo, khiến Anh phải nhờ cậy tên lửa Mỹ để cõng vệ tinh đầu tiên của họ – Ariel 1. Black Arrow, vì thế đã ra đời cho mục tiêu phô diễn và chứng tỏ năng lực kỹ thuật của một cường quốc, đồng minh son sắt của Mỹ trong cuộc Chiến tranh lạnh với Liên Xô.

Sự kết hợp của kerosense (dầu hỏa) và hyđro peroxit đã tạo ra một loại nhiên liệu lý tưởng cho tên lửa. Phân tử hyđro peroxit (H2O2) có cấu tạo bao gồm 2 nguyên tử hydro và 2 nguyên tử oxy, khiến nó dễ dàng phân hủy khi gặp chất xúc tác – chẳng hạn gạc niken mạ bạc – tạo thành nước và oxy. Kerosense được bơm vào buồng đốt trong và bị đốt cháy nhờ oxy sinh ra từ sự phân hủy hydro peroxit, cho ra một luồng xả sạch, không khói.

Động cơ sử dụng hỗn hợp korosense – hydro peroxit, hay động cơ Gamma, được chế tạo bằng quy trình đơn giản và hoạt động đáng tin cậy hơn nhiều so với các động cơ nhiên liệu lỏng khác – đòi hỏi phải giữ oxy trong thùng đông lạnh, cho nên khá tốn kém và phức tạp. Lịch sử hoạt động của động cơ Gamma, bao gồm 128 hệ thống trên 22 dàn phóng Black Knight và 4 dàn Black Arrow, cho thấy nó khá hoàn hảo (chưa bao giờ mắc lỗi) – điều hiếm có đối với động cơ tên lửa.

Theo kế hoạch ban đầu, một vệ tinh mang tên Puck – dựa theo tên vật trong vở kịch A Midsummer night’s dream (Giấc mộng đêm hè) của Shakespeare – sẽ được thiết kế và chế tạo cho mục đích thí nghiệm, nhằm kiểm chứng tính khả thi của các công nghệ cần thiết trên vệ tinh như hệ thống liên lạc, quang năng, viễn trắc, … Ngoài ra, nó còn được trang bị cả máy dò vi thiên thạch để phát hiện sự tồn tại của các hạt siêu nhỏ. Tuy nhiên, thời gian phóng vệ tinh như dự kiến (năm 1968) đã bị hoãn do một chút sự cố trong quá trình lắp ráp động cơ tên lửa. Đến năm 1969, chương trình lại càng gặp khó khăn do ngân sách bị cắt giảm, chỉ đủ cho 3 lần phóng thay vì 5 – kéo theo áp lực phải đưa được một vệ tinh vào quỹ đạo ngay trong lần phóng thứ hai. Lần phóng đầu tiên sẽ sử dụng một tên lửa đẩy hai tầng và phụ tải giả; lần thứ hai sẽ đưa lên quỹ đạo một vệ tinh thử nghiệm đơn giản; còn lần thứ ba sẽ phải mang theo một vệ tinh thực thụ. Tất cả các vụ phóng Black Arrow đều được thực hiện tại khu vực miền quê Woomera ở Nam Úc – vị trí được lựa chọn nhờ mật độ thấp và nằm cách xa khu dân cư, điều mà không một nơi nào trên quần đảo Anh có thể đáp ứng.

Ống phụt khí bên trong động cơ Gamma của Black Arrow, tại Bảo tàng Khoa học London. Ảnh: Royal Aircraft Establishment.
Ống phụt khí bên trong động cơ Gamma của Black Arrow, tại Bảo tàng Khoa học London. Ảnh: Royal Aircraft Establishment.

Vụ phóng đầu tiên (R0) thất bại thảm hại và không lực đã phải phá hủy tên lửa để ngăn không cho nó lao xuống những khu vực có người sinh sống. Thất bại đã khiến hy vọng thành công của chương trình Black Arrow – vốn đang bị thắt chặt ngân sách – lại càng trở nên mong manh. Lần phóng thứ hai (R1) – phải đảm đương nhiệm vụ của lần 1 thay vì mang theo vệ tinh thử nghiệm – thành công khiến mọi người có thể thở phào đôi chút. Nhưng tất cả đã sụp đổ khi lần phóng thứ ba (R2) – được kỳ vọng sẽ đưa một vệ tinh thử nghiệm vào quỹ đạo – lại một lần nữa thất bại và tên lửa rơi xuống vịnh Carpentaria. Những thất bại liên tiếp đã khiến chương trình Black Arrow bị hoãn lại vài tháng để các kỹ sư phát hiện và tìm cách khắc phục những vấn đề còn tồn tại. Tiếp đó, một vụ tranh chấp pháp lý tại tập đoàn Rolls-Royce, công ty mẹ của Bristol Siddeley – nhà sản xuất động cơ Gamma – lại càng đẩy dự án vào vũng lầy. Đến tháng 10/1971, người Anh quyết định thực hiện thêm một vụ phóng nữa.

Trong lúc các bộ phận của tên lửa được chuyển đến Úc và sẵn sàng cho vụ phóng tự giữa năm 1971, bi kịch đã xảy ra khi Hạ viện Anh (the House of Commons) quyết định hủy bỏ chương trình với lý do sử dụng tên lửa Mỹ rẻ hơn nhiều. Tuy nhiên, do các phần cứng đã được chuẩn bị đầy đủ, người ta vẫn cấp phép cho vụ phóng cuối cùng này. Vệ tinh bị đổi tên từ Punk thành Prospero – dựa theo nhân vật trong vở kịch The Tempest (Bão tố) cũng của Shakespeare, người đã tự nguyện từ bỏ quyền lực của mình. Ngày 28/10/1971, tên lửa Black Arrow trong vụ phóng cuối cùng (R3) đã rời mặt đất từ Woomera và đưa Prospero lên quỹ đạo. Nhờ đó, Anh trở thành một trong sáu quốc gia trên thế giới sở hữu khả năng phóng vệ tinh, nhưng lại là nước duy nhất từ bỏ nó. Prospero cũng là vệ tinh đầu tiên và duy nhất của Anh được phóng bằng một tên lửa vũ trụ nội địa. Hiện nó vẫn đang di chuyển vòng quanh Trái đất cho dù đã mất điện từ lâu, với độ cao thay đổi từ 1.314 km (apogee hay tối đa) và 534 km (perigee hay tối thiểu).

Phần còn sót lại của tên lửa Black Arrow trong vụ phóng cuối cùng ở Công viên Tưởng niệm William Creek, Nam Úc. Ảnh: Wikimedia.
Phần còn sót lại của tên lửa Black Arrow trong vụ phóng cuối cùng ở Công viên Tưởng niệm William Creek, Nam Úc. Ảnh: Wikimedia.

Cơ sở phóng tại Woomera đã bị dỡ bỏ trong vòng một năm sau vụ phóng cuối cùng, và một nửa số kỹ sư làm việc cho chương trình bị thất nghiệp. Một phần còn sót lại của Black Arrow đã được tìm thấy tại Anna Creek – một đại nông trại ở Nam Úc, nơi nó rơi xuống; sau đó người ta đem nó ra trưng bày trong Công Viên tưởng niệm William Creek suốt gần 50 năm, trước khi vận chuyển trở về Anh hồi đầu năm 2019. Hiện tại, nó đang “yên nghỉ” ở thị trấn Penicuik, Scotland.