Bước tiến công nghệ hứa hẹn rút ngắn hành trình Sao Hỏa xuống mức kỷ lục

Các nhà khoa học thuộc Viện Troitsk, trực thuộc Tập đoàn năng lượng hạt nhân quốc gia Rosatom, đang thử nghiệm một loại động cơ plasma mới có thể thay đổi cách con người du hành vũ trụ.

Công nghệ này được kỳ vọng sẽ rút ngắn thời gian tới Sao Hỏa từ vài tháng xuống chỉ còn khoảng 30 ngày. Theo kế hoạch, hệ thống có thể sẵn sàng triển khai trong không gian vào năm 2030.

Nguyên lý hoạt động và ưu thế vượt trội

Khác với tên lửa hóa học truyền thống, động cơ plasma sử dụng trường điện từ để gia tốc các hạt hydro mang điện. Điều này cho phép đạt vận tốc khí thải lên tới 100 km/giây, trong khi tên lửa hóa học chỉ đạt khoảng 4,5 km/giây.

Nhờ lực đẩy thấp nhưng duy trì liên tục, động cơ plasma có thể tăng tốc dần và đạt tốc độ rất cao với lượng nhiên liệu ít hơn.

Nguyên mẫu hiện được thử nghiệm trong buồng chân không dài 14 mét, mô phỏng điều kiện không gian. Động cơ hoạt động ở mức công suất 300 kilowatt theo chế độ xung định kỳ và đã chứng minh tuổi thọ 2.400 giờ – đủ cho một chuyến đi trọn vẹn tới Sao Hỏa, gồm giai đoạn tăng tốc và giảm tốc.

Hệ thống sử dụng hydro làm nhiên liệu, được cung cấp năng lượng bởi lò phản ứng hạt nhân trên tàu. Theo nhà nghiên cứu Yegor Biryulin, khối lượng nguyên tử thấp của hydro giúp tăng tốc nhanh hơn và giảm tiêu thụ nhiên liệu.

Nguồn hydro dồi dào trong không gian cũng mở ra khả năng tiếp nhiên liệu tại chỗ trong tương lai.

Triển vọng ứng dụng và thách thức

Động cơ plasma không được thiết kế để phóng trực tiếp từ Trái Đất. Thay vào đó, tên lửa hóa học sẽ đưa tàu vào quỹ đạo, rồi động cơ plasma mới được kích hoạt để tạo lực đẩy liên tục.

Công nghệ này có thể hoạt động như “tàu kéo vũ trụ”, vận chuyển hàng hóa, mô-đun hoặc vệ tinh giữa các quỹ đạo hành tinh.

Theo tài liệu của Rosatom, lực đẩy dự kiến đạt 6 newton – mức cao đối với một nguyên mẫu plasma, nhưng vẫn thấp hơn nhiều so với tên lửa hóa học. Điều này đồng nghĩa với việc tàu vũ trụ sẽ tăng tốc chậm nhưng liên tục, thay vì những cú bùng nổ mạnh mẽ.

Hiện công nghệ plasma đã được ứng dụng trên nhiều vệ tinh, như hệ thống của OneWeb hay tàu Psyche của NASA phóng năm 2023. Phần lớn động cơ plasma hiện nay đạt vận tốc khí thải từ 30 đến 50 km/giây. Nếu đạt mức 100 km/giây như dự kiến, đây sẽ là bước tiến vượt trội.

Tuy nhiên, công nghệ vẫn chưa được chứng minh trong không gian. Dữ liệu khoa học chưa được công bố, thiết kế lò phản ứng hạt nhân chưa được tiết lộ. Các tàu vũ trụ dùng năng lượng hạt nhân cũng đặt ra thách thức về an toàn, quy định và phê duyệt quốc tế, đặc biệt trong giai đoạn phóng.

Bộ phát wifi 4G di động mini ROOSEE M610, chuẩn wifi 6

Dù còn nhiều rào cản kỹ thuật, tài chính và pháp lý, động cơ plasma mới mở ra triển vọng lớn cho các sứ mệnh liên hành tinh. Nếu thành công, nó có thể thay đổi căn bản cách con người tiếp cận Sao Hỏa và xa hơn trong Hệ Mặt Trời.