JAXA đã công bố tình hình điều tra vào ngày 10 tháng 9 về sự bất thường trong quá trình đốt cháy xảy ra trong thử nghiệm đốt lại động cơ tầng hai của tên lửa "Epsilon S", sự cố đang được điều tra từ cuối năm 2024.

Việc thu hồi các bộ phận mục tiêu đã có tiến triển, và nguyên nhân đã được thu hẹp đáng kể. Việc khôi phục các thiết bị bị hư hại do vụ nổ tại Trung tâm Vũ trụ Tanegashima dự kiến hoàn thành vào cuối năm 2025. Trong tương lai, JAXA dự kiến tiến hành các thử nghiệm để tái tạo sự cố bằng mô hình nhỏ của động cơ tầng hai, và có thể cả mô hình kích thước thật nếu cần thiết.

Mặc dù hướng đi được một số báo cáo đề cập là quay trở lại sử dụng động cơ tầng hai kiểu cũ (đã dùng cho Epsilon cải tiến) vẫn nằm trong các lựa chọn, nhưng đây chưa phải là quyết định cuối cùng.

Nguyên nhân sự cố đốt cháy dần được hé lộ

Tên lửa "Epsilon S" là một loại tên lửa nhiên liệu rắn nhỏ gọn kế thừa các tên lửa "Epsilon" và "Epsilon cải tiến" đã hoạt động 6 lần cho đến năm 2022. Tầng một sử dụng chung nhiên liệu đẩy với động cơ đẩy nhiên liệu rắn "SRB-3" của tên lửa H3, và động cơ tầng hai đang được phát triển là "E-21", một phiên bản lớn hơn với 3 tấn nhiên liệu đẩy được tăng cường so với động cơ truyền thống (M-35). Theo kế hoạch, sau Epsilon S, hoạt động sẽ được chuyển giao từ JAXA sang IHI Aerospace, và nó sẽ trở thành phương tiện cho dịch vụ vận chuyển phóng của công ty này.

Vào ngày 26 tháng 11 năm 2024, một sự cố đã xảy ra khi động cơ tầng hai "E-21" mới phát nổ và bốc cháy trong quá trình thử nghiệm đốt cháy trên mặt đất được thực hiện tại Trung tâm Vũ trụ Tanegashima của JAXA. Đây là sự cố động cơ tầng hai lần thứ hai, sau vụ nổ xảy ra trong thử nghiệm tại thành phố Noshiro, tỉnh Akita vào năm 2023. Tên lửa Epsilon S đã từ bỏ kế hoạch phóng vào năm tài chính 2024 và sẽ tập trung vào việc tìm kiếm nguyên nhân và biện pháp khắc phục sự cố.

Vệ tinh quan sát Trái đất "LOTUSat-1" dành cho Việt Nam, dự kiến được trang bị trên mẫu thử nghiệm, sẽ tạm thời bị hoãn phóng. Tiếp theo, tàu thăm dò tiểu hành tinh "DESTINY+" do JAXA và Viện Công nghệ Chiba phát triển, ban đầu dự kiến phóng bằng Epsilon S, đã được chuyển sang sử dụng tên lửa H3 và sẽ được phóng vào năm tài chính 2028.

Trong thử nghiệm đốt lại động cơ tầng hai vào tháng 11 năm 2024, áp suất đốt cháy bắt đầu tăng cao hơn giá trị dự đoán khoảng 17 giây sau khi đánh lửa, đạt mức 7 megapascal (cao hơn khoảng 1 megapascal so với dự đoán) tại thời điểm 48,9 giây, sau đó áp suất giảm đột ngột ở 49,3 giây dẫn đến vụ nổ. Vụ nổ được cho là xảy ra ở phía vòm sau của động cơ tầng hai, nơi gắn vòi phun. Mục tiêu là thu hồi càng nhiều bộ phận bị văng ra do vụ nổ càng tốt để phân tích và xác định nguyên nhân.

Trong buổi họp báo sau khoảng nửa năm kể từ báo cáo tiến độ vào tháng 2 năm 2025, Giám đốc dự án Takayuki Imoto đã báo cáo rằng họ đã củng cố phần miệng sau của vỏ động cơ và thu hồi "bệ đỡ" (một bộ phận kim loại hình vòng, là một phần của khu vực gắn vòi phun). Bệ đỡ này được cho là cần thiết để phân tích những gì đã xảy ra khi có sự cố gần vòi phun, và việc này đã giúp họ tiến hành xem xét thứ tự các bộ phận xung quanh vòi phun bị tách rời trong vụ nổ. Kết quả của việc sắp xếp thứ tự các bộ phận bị rơi ra và mối quan hệ về thời gian của các hư hại do nhiệt đã cho thấy "rất có thể điểm khởi phát rò rỉ/phá hủy tại khoảng 48,9 giây là do lỗ thủng ở phần vòm phía sau".

Để xác nhận sự kiện thực tế đã xảy ra, một thử nghiệm tái tạo vụ nổ đã được tiến hành. Họ đã tạo một lỗ thủng cố ý trên vỏ động cơ thử nghiệm nhỏ bằng vật liệu CFRP, sau đó áp dụng áp suất nước để phá hủy nó. Các bức ảnh kết quả thử nghiệm cho thấy vết nứt lan rộng từ lỗ thủng, các sợi CFRP bị bung ra và bệ đỡ bị rơi ra, tái tạo được quá trình phá hủy. Điều này cho thấy điều tương tự có thể đã xảy ra với vỏ động cơ thực tế.

Nguyên nhân của việc tăng áp suất dẫn đến phá hủy vỏ động cơ và gây ra vụ nổ có thể là do khi nhiên liệu rắn cháy và chạm đến phía sau của vỏ động cơ, một lỗ thủng đã xuất hiện trên tấm vật liệu cách nhiệt (insulation) bên trong vỏ. Nhiệt đã làm chảy nhựa của vỏ động cơ, gây rò rỉ khí đốt và cuối cùng phá hủy vỏ động cơ dẫn đến vụ nổ.

Điều tra bằng động cơ thử nghiệm thu nhỏ tỷ lệ 1/5

Trong tương lai, mục tiêu là làm rõ cách thức các lớp cách nhiệt và phần mép gấp (boot flap) giữa nhiên liệu đẩy và vỏ động cơ bị cháy và dẫn đến phá hủy.

Họ sẽ chế tạo các động cơ thử nghiệm thu nhỏ với tỷ lệ khoảng 1/5, mô phỏng động cơ tầng hai mới "E-21" và động cơ cũ "M-35" tương ứng, và tiến hành các thử nghiệm để nghiên cứu cách thức các lớp cách nhiệt bị cháy trong nhiều trường hợp khác nhau. Nếu nguyên nhân được xác định qua thử nghiệm động cơ nhỏ, họ sẽ chuyển sang giai đoạn đối phó. Tuy nhiên, nếu cần thiết, việc chế tạo và thử nghiệm động cơ E-21 với kích thước thật cũng đang được xem xét.

Các thử nghiệm phát triển liên quan đến Epsilon S trong tương lai sẽ tiếp tục được tiến hành tại Tanegashima, vì các thiết bị thử nghiệm tại Trung tâm Vũ trụ Tanegashima dự kiến sẽ hoàn thành việc khôi phục trong năm 2025. Việc khôi phục thiết bị thử nghiệm chân không tại thành phố Noshiro, tỉnh Akita, bị hư hại do vụ nổ năm 2023, dự kiến sẽ hoàn thành vào năm tài chính 2027.

Lịch trình phát triển trong tương lai?

Về lịch trình phát triển Epsilon S trong tương lai, theo Giám đốc Masashi Okada của JAXA, việc tạm dừng phát triển E-21 và quay lại sử dụng động cơ M-35 truyền thống để phóng cũng nằm trong các lựa chọn. Tuy nhiên, đây chưa phải là quyết định ở thời điểm hiện tại. Mặc dù các thử nghiệm với động cơ mô phỏng nhỏ có thể kết thúc sớm nhất vào năm tài chính 2025, điều đó có nghĩa là gần như không có khả năng mẫu thử nghiệm Epsilon S sẽ được phóng trong năm tài chính 2025.

Mặc dù việc thu hẹp nguyên nhân của thử nghiệm đốt lại trên mặt đất là ở vòm sau của vỏ động cơ tầng hai cho thấy sự tiến triển trong điều tra, nhưng do sự cố xảy ra ở một vị trí khác so với thử nghiệm đốt cháy trên mặt đất ban đầu vào năm 2023, việc khắc phục có thể tốn thêm thời gian và công sức.

Các kế hoạch về tên lửa Epsilon S được ghi trong lộ trình Kế hoạch Cơ bản Không gian trước đây bao gồm vệ tinh quan sát Trái đất "LOTUSat-1" dành cho Việt Nam (mẫu thử nghiệm Epsilon S), vệ tinh thử nghiệm công nghệ vệ tinh đổi mới số 4: Epsilon S (tên lửa số 2 hoặc 3), và tàu thăm dò không gian sâu "DESTINY+" (tên lửa Epsilon S số 2 hoặc 3). Đối với DESTINY+, đã có quyết định chuyển sang sử dụng tên lửa H3 và phóng vào năm tài chính 2028. Vệ tinh thử nghiệm công nghệ vệ tinh đổi mới số 4 có thể bị lùi lại đến nửa cuối năm tài chính 2026 hoặc muộn hơn.

Chương trình thử nghiệm công nghệ vệ tinh đổi mới, nơi JAXA đã tập hợp các mẫu thử nghiệm công nghệ không gian tư nhân và cung cấp cơ hội xác nhận hiệu suất trong không gian bằng tên lửa Epsilon, đã được tái tổ chức thành "Chương trình Tăng tốc Thử nghiệm Công nghệ Vũ trụ JAXA (JAXA-STEPS)".

Mặc dù chính sách là "các dự án đã được lựa chọn sẽ được JAXA-STEPS theo dõi và hỗ trợ phù hợp" (theo "Về chương trình mới liên quan đến vệ tinh nhỏ 'Chương trình Tăng tốc Thử nghiệm Công nghệ Vũ trụ JAXA (JAXA-STEPS)'" ngày 22 tháng 8 năm 2025), nhưng vẫn chưa rõ hình thức hỗ trợ sẽ như thế nào, và liệu có thể sử dụng các tên lửa khác ngoài Epsilon S hay không. Với tình hình hiện tại khi mục tiêu "thực hiện các thử nghiệm công nghệ vệ tinh nhỏ một cách nhanh chóng và kịp thời" đang bị lung lay, có vẻ như việc khắc phục Epsilon S, điều tra nguyên nhân và hỗ trợ các mẫu thử nghiệm đang chờ phóng nên được tiến hành song song.