NASA đẩy mạnh thiết kế lò phản ứng không gian hướng tới Mặt Trăng

Mỹ đang đứng trước ngưỡng cửa của một kỷ nguyên mới trong lĩnh vực khám phá vũ trụ với kế hoạch đầy tham vọng nhằm triển khai các thiết bị hạt nhân vào không gian. Theo một báo cáo gần đây, quốc gia này dự kiến sẽ đưa công nghệ năng lượng hạt nhân vào quỹ đạo trong vòng ba đến bốn năm tới.

Nền tảng của bước tiến chiến lược này được vạch ra chi tiết trong một bản ghi nhớ chính sách vừa được Nhà Trắng ban hành. Cụ thể, tài liệu này chỉ đạo NASA nhanh chóng khởi động một chương trình chuyên biệt nhằm phát triển lò phản ứng không gian mang công suất trung bình.

Đáng chú ý, dự án sẽ tập trung vào một biến thể năng lượng phân hạch bề mặt Mặt Trăng, được gọi tắt là FSP, với mục tiêu cao nhất là sẵn sàng cho việc phóng lên vũ trụ vào năm 2030. Bên cạnh đó, cơ quan không gian này cũng có thể xây dựng kế hoạch phát triển một biến thể vũ trụ riêng biệt phục vụ cho mục đích thử nghiệm lực đẩy điện hạt nhân, hay còn gọi là NEP.

Trong chiến lược phát triển hệ thống phân hạch, NASA sẽ không hoạt động đơn độc mà thiết lập quan hệ đối tác chặt chẽ với nhiều nhà cung cấp khác nhau. Mục tiêu của sự hợp tác này là cùng nhau nghiên cứu và chế tạo các thiết bị toàn diện, bao gồm cả chính lò phản ứng cũng như hệ thống chuyển đổi năng lượng.

Quá trình này sẽ phải trải qua những tiêu chuẩn kiểm định nghiêm ngặt, bắt đầu bằng ít nhất một cuộc đánh giá thiết kế sơ bộ. Tiếp đó, các thiết bị sẽ bước vào giai đoạn thử nghiệm trên mặt đất nhằm chứng minh một cách thuyết phục hiệu suất của phần cứng.

Bản ghi nhớ lưu ý rằng các thử nghiệm này có thể, nhưng không hoàn toàn bắt buộc, bao gồm một bài kiểm tra toàn diện cho cả thiết bị trên mặt đất. Mọi bước tiến hành tiếp theo đều phụ thuộc vào việc hoàn thành xuất sắc tất cả các cột mốc quan trọng đã được đề ra.

Định hướng từ Nhà Trắng không chỉ dừng lại ở sự nỗ lực đơn lẻ của NASA. Chiến lược tổng thể được thiết kế dựa trên nguyên tắc tiến hành các cuộc cạnh tranh thiết kế diễn ra song song và có tính chất củng cố lẫn nhau giữa hai tổ chức trụ cột: NASA và Bộ Chiến tranh (DOW).

Sự phối hợp và cạnh tranh này mang sứ mệnh mở đường cho việc thử nghiệm và đưa vào sử dụng thực tế thiết bị không gian có công suất từ thấp đến trung bình trong tương lai gần. Những hệ thống này dự kiến sẽ hoạt động trên quỹ đạo và ngay trên bề mặt của Mặt Trăng. Về tầm nhìn dài hạn, những bước đi hiện tại chính là sự chuẩn bị mang tính nền tảng để tiến tới triển khai hàng loạt các thiết bị mang công suất cao vào thập niên 2030.

Để tối ưu hóa nguồn lực, tài liệu từ Nhà Trắng nhấn mạnh rằng NASA cần dành sự ưu tiên đặc biệt cho các thiết kế mang tính tích hợp, phục vụ đồng thời cho FSP và NEP công suất trung bình. Việc tích hợp này yêu cầu sử dụng các yếu tố dùng chung, điển hình như phần cứng và nguồn nhiên liệu hạt nhân.

Hơn nữa, dự án phải dựa trên nền tảng của các công nghệ đã trưởng thành và được chứng minh về mặt hiệu quả, áp dụng ở mức độ hợp lý nhất cho cả hai ứng dụng. Các biến thể NEP sẽ được định hình và thiết kế để đảm bảo khả năng tương thích tuyệt đối với các phương tiện phóng dự kiến sẵn sàng hoạt động vào năm 2029. Yếu tố cốt lõi khác là việc lập kế hoạch sử dụng năng lượng không được phép làm gia tăng rủi ro tổng thể, dù là về mặt kỹ thuật, chi phí tài chính hay tiến độ thời gian.

Theo những tiêu chuẩn kỹ thuật được nêu, thiết bị công suất trung bình phải cung cấp sản lượng tối thiểu là 20 kilowatt điện (kWe). Nguồn năng lượng này phải được duy trì liên tục trong ít nhất 3 năm khi hoạt động trên quỹ đạo và ít nhất 5 năm khi được đặt trên bề mặt Mặt Trăng.

Tính linh hoạt của dự án cũng được tính đến kỹ lưỡng. Báo cáo đặc biệt lưu ý rằng NASA nên nghiêm túc cân nhắc đưa vào danh sách lựa chọn của mình một hệ thống công suất thấp. Thiết kế này chỉ yêu cầu cung cấp ít nhất 1 kWe, miễn là nó mang lại ưu thế rõ rệt về việc giảm thiểu rủi ro chi phí và tiến độ thực hiện.

Đối với nỗ lực phát triển theo hướng công suất thấp, cơ quan này phải tìm kiếm và tận dụng tối đa cơ hội áp dụng chéo công nghệ chung đã được phát triển cho FSP và NEP công suất trung bình. Mọi đề xuất thiết kế đều phải tính toán đến tiềm năng mở rộng lên các mức công suất lớn hơn trong tương lai. Bản ghi nhớ quy định khắt khe rằng trong số các bản thảo được chọn, phải có ít nhất một phương án dành cho hệ thống sở hữu khả năng mở rộng công suất lên tới tối thiểu 100 kWe.

Chính sách mang tính bước ngoặt này đã được ông Michael Kratsios, giám đốc văn phòng chính sách khoa học và công nghệ của Nhà Trắng, chính thức công bố trước công chúng tại sự kiện Space Symposium.

Theo thông tin từ hãng thông tấn Defense One, ông Kratsios trực tiếp liên kết chương trình này với sắc lệnh hành pháp được tổng thống Donald Trump ký vào tháng 12 năm trước. Sắc lệnh mang mục tiêu vô cùng rõ ràng và đầy tham vọng nhằm đảm bảo ưu thế không gian tuyệt đối cho nước Mỹ.

Tải VPBank

Trong bài phát biểu của mình, vị giám đốc đã khẳng định mạnh mẽ vai trò tối quan trọng của năng lượng nguyên tử trong công cuộc thám hiểm không gian. Ông nhấn mạnh rằng năng lượng hạt nhân ngoài vũ trụ sẽ cung cấp cho nước Mỹ nguồn điện năng, hệ thống sưởi ấm và lực đẩy duy trì bền vững.

Đây chính là yếu tố cốt lõi và không thể thiếu để duy trì sự hiện diện lâu dài, liên tục của các hệ thống robot, và xa hơn nữa là sự hiện diện của con người trên Mặt Trăng, vươn tới Sao Hỏa và những bến bờ xa xôi hơn nữa trong vũ trụ bao la.