CƠ HỌC TÍNH TOÁN (COMPUTATIONAL MECHANICS)
TẦM QUAN TRỌNG CỦA NCCB TRONG CHINH PHỤC KHÔNG GIAN: TỪ MÔ PHỎNG FSI (2013) ĐẾN THÀNH CÔNG CỦA ARTEMIS II (2026)
PGS. TS. Bùi Quốc Tính
Thành viên Hội Cơ học Tính toán Nhật bản
Phó Chủ tịch Hội Cơ học Việt nam
Phó Chủ tịch Hội đồng Quỹ Nghiên cứu Cơ bản Nafosted về Cơ-Kỹ Thuật
Giám đốc, Viện Nghiên cứu Tính toán Kỹ thuật Duy Tân (DTRICE), Đại học Duy Tân
Giáo sư Kiêm nhiệm, Đại học Chulalongkorn, Thái Lan
Phó Giáo sư, Đại học Công nghệ Tokyo, Nhật bản
Emails: tinh.buiquoc@gmail.com; buiquoctinh@duytan.edu.vn
(Ngày 19 Tháng 5 năm 2026)
Dưới đây là bài tham luận ngắn về vai trò của nghiên cứu Khoa học Cơ bản (KHCB), cụ thể là công trình khoa học về Cơ học Tính toán của Kenji Takizawa và Tayfun E. Tezduyar, trong việc đảm bảo sự thành công cho sứ mệnh Artemis II của tàu Orion sau 13 năm chờ đợi. Mục đích bài tham luận muốn đưa ra một dẫn chứng cụ thể trong việc ứng dụng một công trình thuộc NCCB vào quá trình chinh phục không gian đầy thử thách.
Mở đầu: Thành quả sau 13 năm kiên trì
Vào ngày 10 tháng 4 năm 2026, khoang tàu Orion của NASA đã hạ cánh an toàn xuống Thái Bình Dương, đánh dấu một cột mốc quan trọng của sứ mệnh Artemis II. Để có được cú "splashdown" hoàn hảo này, hệ thống ba dù (3-parachuts cluster) của con tàu đã đóng vai trò quyết định trong việc giảm tốc độ và ổn định quỹ đạo rơi. Ít ai biết rằng, nền tảng khoa học cốt lõi cho hệ thống này đã được nhóm nghiên cứu của Giáo sư Tayfun E. Tezduyar (Đại học Rice, Mỹ) và Kenji Takizawa (Đại học Waseda, Nhật bản) hoàn thiện từ năm 2013, tức là hơn 13 năm trước khi nhiệm vụ thực tế diễn ra. Toàn bộ công trình nghiên cứu về hệ thống 3 dù (3-parachuts cluster), xem Hình 1 và 2, của Takizawa và Tezduyar đăng trên tạp chí chuyên ngành về Cơ học Tính toán (Computational Mechanics) năm 2013.
Hình 1: Hệ thống 3 dù (3-parachuts cluster), của Takizawa và Tezduyar.
Hình 2: Hệ thống 3 dù NASA (thực tế).
Dưới đây là e-Mail của GS Tayfun E. Tezduyar gửi đến Hội Cơ học Tính toán Nhật bản, thông qua GS Seiya Hagihara (chủ tịch), như sau:
Thách thức Khoa học Cơ bản:
Công trình nghiên cứu cơ bản đăng trên tạp chí Cơ học Tính toán (Computational Mechanics) của Takizawa & Tezduyar tập trung vào một vấn đề vật lý cực kỳ phức tạp: Tương tác rắn – lỏng (Fluid–Structure Interaction - FSI). Sự phụ thuộc hai chiều, đó là trong hệ thống dù không gian, khí động học (dòng khí) phụ thuộc vào hình dạng của dù, nhưng hình dạng và sự biến dạng của vải dù lại phụ thuộc vào lực khí động học. Sự mất ổn định là vô cùng quan trọng. Ở đây, nếu không tính toán chính xác sự tương tác này, dù có thể bị dao động về đường kính, dẫn đến sự thay đổi lực cản và tốc độ rơi không ổn định, gây nguy hiểm cho phi hành đoàn.
Giải pháp tính toán mô phỏng số trong Cơ học Tính toán
Nhóm nghiên cứu của Takizawa & Tezduyar đã làm việc với nhau trong một thời gian dài, Takizawa là học trò NCS Tiến sỹ của GS Tezduyar. Họ ứng dụng các kỹ thuật tính toán mô phỏng số và phương pháp số hiện đại, tiên tiến, trong Cơ học Tính toán, để giải quyết các thách thức mà các phương pháp truyền thống không thể vượt qua:
Giá trị thực tiễn
Công trình nghiên cứu cơ bản này không chỉ dừng lại ở lý thuyết mà đã hỗ trợ trực tiếp cho thiết kế và thử nghiệm thực tế của NASA. Như trong email mà GS Tezduyar đã viết tới Hội Cơ học Tính toán Nhật bản, ông đã kiên nhẫn chờ đợi một thời gian rất dài của việc ứng dụng hệ 3 dù (3-parachuts cluster) này vào thực tế từ NASA:
Tạm Kết
Sự trở về an toàn của các phi hành đoàn Artemis II vào năm 2026 là minh chứng rõ ràng nhất của việc nghiên cứu khoa học, nhất là khoa học cơ bản, đặc biệt Cơ học Tính toán, nơi tạo ra tri thức của nhân loại. Công trình của 2 GS Takizawa và Tezduyar từ năm 2013 công bố trên tạp chí khoa học về Cơ học Tính toán đã đặt "viên gạch" khoa học đầu tiên khẳng định rằng những mô phỏng máy tính chính xác có thể giúp giải quyết các thách thức kỹ thuật phức tạp nhất, phục vụ cho những khát vọng xa xôi của nhân loại trong không gian.
Lưu ý: Các thông tin về thỏa thuận giữa NASA và Hệ thống Đại học Texas (UT System) vào năm 2026 cũng cho thấy sự tiếp nối trong việc thúc đẩy nghiên cứu và phát triển nguồn nhân lực cho tương lai của ngành hàng không vũ trụ, đặc biệt phát triển ngành Cơ học Tính toán.
Nguồn Tài liệu tham khảo:
Bản pdf: /media/upload/editor/files/3-parachutsCluster_NASA_BuiQuocTinh.pdf