Khám phá vũ trụ bằng tư duy nền tảng

By Atif Ansar¹ and Bent Flyvbjerg²

Cách tiếp cận truyền thống để khám phá không gian là tổ chức theo từng dự án, nghĩa là mỗi lần phóng tên lửa như một siêu dự án tùy chỉnh một lần. NASA nổi tiếng với phương pháp này, họ coi mỗi lần phóng là một dự án lớn, làm một lần, đầu tư riêng biệt không giống các lần phóng khác, kiểu cố gắng thực hiện một “bước nhảy lượng tử” hoặc “vụ nổ lớn”. Donna Shirley, người quản lý sứ mệnh Người tìm đường của NASA, mô tả chúng là “[các] sứ mệnh vĩ đại theo phong cách cổ điển”.

Vấn đề với cách tiếp cận này là các nhiệm vụ khác nhau được triển khai độc lập với nhau. Các thành phần và hệ thống không được cập nhật và kế thừa từ dự án này sang dự án tiếp theo – thay vào đó chúng được mô phỏng lại.

Nhược điểm của phương pháp này được minh họa bởi sứ mệnh Người quan sát sao Hỏa. Với chu kỳ phát triển và lập kế hoạch kéo dài 17 năm và chi phí hơn 1,3 tỷ đô la Mỹ theo giá năm 2000, dự án Mars Observer (quan sát sao Hỏa) bị chậm đưa ra thị trường và rất tốn kém. Nó được phóng vào tháng 9 năm 1992. Vào ngày 21 tháng 8 năm 1993, ba ngày trước khi tàu vũ trụ được kích hoạt động cơ tên lửa chính và giảm tốc vào quỹ đạo, bộ điều khiển chuyến bay tại phòng thí nghiệm Động cơ phản lực (JPL) của NASA đã mất liên lạc với tàu vũ trụ — nhiệm vụ thất bại .

Có lẽ còn tỉnh táo hơn khi phản ánh rằng nếu dự án không thất bại, thì bất kỳ dự án tiếp theo nào cũng sẽ tốn kém và mất nhiều thời gian vì NASA sẽ thiết kế lại mọi thành phần và hệ thống từ đầu.

Các công ty công nghệ vũ trụ tư nhân mới đang thực hiện một cách tiếp cận rất khác, coi các hệ thống tên lửa của họ là nền tảng. Họ tạo ra các thành phần và công nghệ có thể được tái sử dụng và nhân rộng, cho phép họ bắt đầu với quy mô nhỏ và nhanh chóng mở rộng quy mô. Điều này đang làm giảm chi phí một cách triệt để, làm cho không gian dễ tiếp cận hơn và nhu cầu đang thúc đẩy rất nhiều đô la đầu tư.

Hãy xem cách họ làm điều này.

Cách nền tảng vận hành

Những gã khổng lồ công nghệ lớn như Apple, Google, Amazon và Microsoft đều vận hành dựa trên nền tảng. Airbnb, eBay và Uber cũng vậy, những nền tảng đa diện của họ đã thu hút trí tưởng tượng của các nhà đầu tư: Airbnb không sở hữu phòng khách sạn, eBay không sở hữu nhà kho, Uber không sở hữu taxi, nhưng họ tạo điều kiện thuận lợi cho sự tương tác trên quy mô lớn giữa nhiều bên (người mua và người bán). Điều này đã khiến một số học giả đưa ra một định nghĩa hẹp về nền tảng, như các hệ thống kỹ thuật số nhẹ vốn tạo ra thị trường.

Nhưng các nền tảng không chỉ là một hiện tượng kỹ thuật số. Thuật ngữ và các ứng dụng trong ngành của ‘nền tảng’ đã xuất hiện trong suốt thế kỷ 20, đặc biệt là trong ngành ô tô và vận chuyển. Tốt nhất, chúng được coi là một tập hợp có cấu trúc gồm các bộ phận, hệ thống con, giao diện và quy trình được chia sẻ giữa một tập hợp các ứng dụng được thiết kế để tạo ra các tương tác có trật tự giữa nhiều yếu tố và các bên có khả năng không theo tiêu chuẩn.

Hãy xem xét việc vận chuyển toàn cầu bằng container. Một số yếu tố tương tác trên nền tảng vận chuyển toàn cầu là các công-te-nơ 20 và 40 foot có thể tương tác với nhau, cần cẩu, tàu, vệ tinh liên lạc và ngọn hải đăng; các bên bao gồm các hãng tàu, nhà khai thác cảng, chủ hàng và cơ quan quản lý bên cạnh những thành phần tham gia khác. Trong khi các thùng chứa có các tiêu chuẩn thống nhất, các tàu – mặc dù có nhiều yếu tố được chia sẻ chung – thì không. Tuy nhiên, các giao thức của nền tảng vận chuyển toàn cầu cho phép các tương tác có trật tự và vận chuyển với một phần chi phí trước khi đóng container.

Các thành phần của một nền tảng được tiêu chuẩn hóa nhiều nhất có thể, cũng như các giao diện giữa các thành phần và người dùng. Điều này tạo điều kiện cho sự phát triển, vì người dùng và các thành phần có thể được thêm vào một cách dễ dàng. Khi các nền tảng phát triển, các chức năng của chúng cũng tăng lên (giống như điện thoại thông minh hiện lưu trữ cả ngân hàng di động, bản đồ tuyến đường và dịch vụ phát trực tuyến cũng như dịch vụ điện thoại và nhắn tin). Khi quá trình này xảy ra, chúng có thể phát triển thành các hệ thống thích ứng khổng lồ và phức tạp (hoặc hệ sinh thái, như một số người gọi chúng).

Kết quả thật khó tin: thị trường có nền tảng giúp dịch vụ nhanh hơn, tốt hơn, rẻ hơn và có mặt khắp nơi. Chắc chắn, những lực lượng này gây ra sự gián đoạn — các nền tảng không phổ biến đối với những người cảm thấy khó bắt kịp.

Điều này diễn ra như thế nào đối với các công ty vũ trụ?

Ở đây chúng ta sẽ chỉ tập trung vào một công ty, SpaceX, nhưng các đối thủ cạnh tranh của nó cũng đang chia sẻ trải nghiệm tương tự. Ý tưởng thành lập công ty ra đời khi Elon Musk, khi đó là một triệu phú mới nổi quan tâm đến sao Hỏa, phát hiện ra rằng, mặc dù đã chi hàng tỷ đô la hàng năm trong hơn 30 năm, nhưng NASA vẫn chưa thể đưa con người lên sao Hỏa. Nó thậm chí không thể đưa các phi hành gia trở lại Mặt trăng.

Ông nghi ngờ rằng vấn đề chính là NASA coi mỗi lần phóng là một sự kiện diễn ra một lần. Mặc dù họ đã học được một chút từ mỗi lần phóng, nhưng về cơ bản, họ đã bắt đầu lần phóng tiếp theo mà chưa có gì trong tay. Họ không tái sử dụng các thành phần, cũng như không lên kế hoạch cho khả năng tái sử dụng đó. Như Musk đã nói: “Vứt bỏ các giai đoạn phóng tên lửa trị giá hàng triệu đô la sau mỗi lần phóng thì không khác gì việc vứt bỏ một chiếc boing 747 sau mỗi chuyến bay.”

Đối với Musk, khả năng tái sử dụng sẽ là đòn bẩy quan trọng trong việc tạo ra hoạt động thương mại trong ngành vì “lý do nhu cầu bay vào vũ trụ thấp là vì nó quá đắt…[và] vấn đề là tên lửa không thể tái sử dụng”. Vào năm 2021, SpaceX đã hạ cánh lần thứ 100 bằng một trong những tên lửa có thể tái sử dụng của mình. Khả năng sử dụng lại không có nghĩa là đứng yên – bất kỳ hệ điều hành nào của Apple cũng vậy. Các hệ thống và tên lửa của SpaceX trải qua quá trình nâng cấp lặp đi lặp lại nhanh chóng, giúp mở rộng khả năng tổng thể mà Space X cung cấp cho khách hàng của mình, giống như các lần nâng cấp hệ điều hành của Apple.

Cách tiếp cận nền tảng này để chế tạo tên lửa tạo ra một vòng tròn đạo đức. Các hệ thống tên lửa được tạo thành từ các thành phần mô-đun có thể nâng cấp và tái sử dụng dễ dàng hơn. Điều này dẫn đến sự gia tăng về số lượng – trong trường hợp ra mắt này. Khi mọi người nâng cấp và kết hợp lại các thành phần của nền tảng (tên lửa), họ có thể tái sử dụng nó trong khi tiếp tục mở rộng quy mô. Sự đa dạng tạo điều kiện cho quy mô lớn hơn, bởi vì điều đó có nghĩa là nền tảng có nhiều giá trị hơn cho nhiều người dùng hơn.

Vào năm 2009, khi tương lai của nó vẫn còn bị nghi ngờ, lần phóng thương mại duy nhất của công ty đã đưa RazakSAT – một vệ tinh Quan sát Trái đất của Malaysia nặng 180 kg vào quỹ đạo. Năm 2021, SpaceX lập kỷ lục 31 lần phóng, với trọng tải lên tới 549.054 kg. Mỗi lần phóng hiện thực hiện nhiều chức năng: vào tháng 6 năm 2019, một trong những tên lửa Falcon Heavy của nó đã mang theo 24 tàu vũ trụ khác nhau hướng tới ba loại quỹ đạo khác nhau. Hàng hóa bao gồm một thí nghiệm buồm mặt trời do tư nhân tài trợ để thu năng lượng mặt trời cho chuyến bay giữa các vì sao, một đồng hồ nguyên tử thu nhỏ do NASA thiết kế để sử dụng trong không gian sâu, các vệ tinh do Lầu Năm Góc tài trợ để đo bức xạ không gian và một thùng chứa hài cốt hỏa táng của 152 người .

Tất cả đã nói, doanh thu phóng năm 2022 của SpaceX dự kiến ​​sẽ vào khoảng 2 tỷ đô la Mỹ cho hơn 40 lần phóng, mỗi lần trong số đó có chi phí bằng 1/10 so với lần phóng điển hình của NASA.

Tần suất được thiết lập để tăng lên với chi phí thấp hơn bao giờ hết và tốc độ tiếp cận thị trường cao hơn. Edgar Zapata (2017b), Nhà phân tích vòng đời tại NASA trong 32 năm, lập luận rằng hơn 200 lần phóng hàng năm là trong tầm với của SpaceX.

Vào thời kỳ đỉnh cao vào năm 1964, NASA đã phóng vào vũ trụ với tần suất tương đương với SpaceX ngày nay, điều này rất đáng chú ý với công nghệ vào thời điểm đó. Nhưng thành tựu đó phải trả giá không bền vững là 40 tỷ đô la Mỹ theo giá cố định năm 2020. Đến năm 1970, ngân sách đã giảm gần một nửa và đến năm 1987, tần suất phóng của NASA đã giảm xuống chỉ còn 4 lần mỗi năm. Rõ ràng là không có vòng tròn đạo đức nào đang diễn ra.

***

Các công ty như SpaceX đã mở ra không gian để khai thác thương mại – và mô hình nền tảng của họ chỉ ra cách nhân loại sẽ giải quyết những thách thức khác của mình. Trong bối cảnh khủng hoảng khí hậu và mức độ bất ổn chính trị ngày càng gia tăng, việc chúng ta quản lý và thích ứng với các thách thức tốt như thế nào cũng có thể tạo ra sự khác biệt giữa sự tồn tại và sự tuyệt chủng. Và nếu chúng tôi tồn tại, gần như chắc chắn đó là do các giải pháp của chúng ta là các nền tảng có thể mở rộng thay vì các siêu dự án được lên kế hoạch thông thường.

Full reference: Ansar, Atif and Bent Flyvbjerg, 2022, “A Platform Approach to Space Exploration,” Harvard Business Review, November.