Bùi Minh Nhật
Intern Writer
Nga đang âm thầm thử nghiệm một hệ thống động cơ đẩy plasma thế hệ mới, được cho là có khả năng rút ngắn đáng kể thời gian di chuyển tới sao Hỏa. Nếu các tuyên bố ban đầu được xác nhận, công nghệ này có thể giúp hành trình liên hành tinh vốn kéo dài nhiều tháng chỉ còn khoảng một đến hai tháng. Điều đáng chú ý là bước tiến này không đến từ NASA hay các công ty tư nhân Mỹ như SpaceX, mà từ một viện nghiên cứu trực thuộc ngành công nghiệp hạt nhân Nga.
Hệ thống động cơ này đang được phát triển bởi Viện Troitsk, thuộc tập đoàn năng lượng hạt nhân quốc doanh Rosatom. Theo các nhà khoa học tham gia dự án, các thử nghiệm trên mặt đất đã cho thấy những kết quả đầy hứa hẹn, và công nghệ có thể sẵn sàng để sử dụng trong không gian vào khoảng năm 2030.
Khác với tên lửa hóa học truyền thống, vốn tạo ra lực đẩy cực lớn trong thời gian ngắn để phóng tàu khỏi Trái Đất, động cơ plasma hoạt động theo cách hoàn toàn khác. Nó sử dụng trường điện từ để gia tốc các hạt hydro mang điện, tạo ra lực đẩy nhỏ nhưng liên tục trong thời gian dài. Chính đặc điểm này cho phép tàu vũ trụ dần đạt vận tốc rất cao trong khi tiêu thụ ít nhiên liệu hơn nhiều, đặc biệt phù hợp cho các chuyến bay đường dài trong không gian sâu.
Các nhà nghiên cứu cho biết hệ thống có thể tăng tốc các hạt hydro tích điện, bao gồm proton và electron, lên vận tốc khoảng 100 km mỗi giây. Con số này vượt xa vận tốc khí thải của tên lửa hóa học truyền thống, vốn chỉ đạt khoảng 4,5 km mỗi giây. Chính sự chênh lệch lớn này là yếu tố then chốt giúp động cơ plasma đạt hiệu suất cao và tiềm năng rút ngắn thời gian hành trình.
Động cơ plasma không được thiết kế để phóng trực tiếp từ mặt đất. Thay vào đó, một tên lửa hóa học thông thường sẽ đưa tàu vũ trụ lên quỹ đạo Trái Đất trước, sau đó động cơ plasma mới được kích hoạt để cung cấp lực đẩy liên tục cho hành trình xuyên không gian. Các nhà phát triển cũng cho rằng hệ thống này có thể đóng vai trò như một “tàu kéo không gian”, vận chuyển hàng hóa, mô-đun hoặc vệ tinh giữa các quỹ đạo khác nhau.
Hệ thống sử dụng hai điện cực cao áp để tạo dòng plasma định hướng. Các hạt mang điện khi đi qua sẽ tạo ra từ trường, đẩy plasma ra phía sau để sinh lực đẩy. Thiết kế này không cần nung plasma lên nhiệt độ cực cao, qua đó giảm hao mòn linh kiện và tăng tuổi thọ động cơ. Theo tài liệu của Rosatom, lực đẩy dự kiến đạt khoảng 6 newton, mức khá cao đối với một động cơ plasma thử nghiệm, dù vẫn thấp hơn nhiều so với tên lửa hóa học.
Hiện nay, động cơ plasma đã được sử dụng rộng rãi trên các vệ tinh và một số tàu vũ trụ, với vận tốc khí thải phổ biến từ 30 đến 50 km mỗi giây. Nếu Nga thực sự đạt được mốc 100 km mỗi giây như tuyên bố, đây sẽ là một bước tiến đáng kể. Tuy nhiên, công nghệ này vẫn chưa được thử nghiệm trong không gian thực tế, các dữ liệu khoa học đánh giá độc lập chưa được công bố, và thiết kế lò phản ứng hạt nhân cũng chưa được tiết lộ.
Ngoài ra, tàu vũ trụ sử dụng năng lượng hạt nhân luôn đặt ra những thách thức lớn về an toàn, quy định và phê duyệt quốc tế, đặc biệt trong giai đoạn phóng từ Trái Đất. Vì vậy, dù đầy hứa hẹn, động cơ plasma mới của Nga vẫn cần thêm nhiều năm thử nghiệm và hoàn thiện trước khi có thể được triển khai thực tế. (Yahoo)
Hệ thống động cơ này đang được phát triển bởi Viện Troitsk, thuộc tập đoàn năng lượng hạt nhân quốc doanh Rosatom. Theo các nhà khoa học tham gia dự án, các thử nghiệm trên mặt đất đã cho thấy những kết quả đầy hứa hẹn, và công nghệ có thể sẵn sàng để sử dụng trong không gian vào khoảng năm 2030.
Khác với tên lửa hóa học truyền thống, vốn tạo ra lực đẩy cực lớn trong thời gian ngắn để phóng tàu khỏi Trái Đất, động cơ plasma hoạt động theo cách hoàn toàn khác. Nó sử dụng trường điện từ để gia tốc các hạt hydro mang điện, tạo ra lực đẩy nhỏ nhưng liên tục trong thời gian dài. Chính đặc điểm này cho phép tàu vũ trụ dần đạt vận tốc rất cao trong khi tiêu thụ ít nhiên liệu hơn nhiều, đặc biệt phù hợp cho các chuyến bay đường dài trong không gian sâu.
Động cơ plasma hoạt động ra sao và kết quả thử nghiệm ban đầu
Nguyên mẫu động cơ hiện đang được thử nghiệm trong một buồng chân không dài 14 mét, được thiết kế để mô phỏng điều kiện ngoài không gian. Theo thông tin do báo Izvestia của Nga công bố, động cơ vận hành ở mức công suất khoảng 300 kilowatt theo chế độ xung và đã đạt thời gian hoạt động liên tục lên tới 2.400 giờ. Khoảng thời gian này được đánh giá là đủ cho một sứ mệnh hoàn chỉnh tới sao Hỏa, bao gồm cả giai đoạn tăng tốc và giảm tốc.
Các nhà nghiên cứu cho biết hệ thống có thể tăng tốc các hạt hydro tích điện, bao gồm proton và electron, lên vận tốc khoảng 100 km mỗi giây. Con số này vượt xa vận tốc khí thải của tên lửa hóa học truyền thống, vốn chỉ đạt khoảng 4,5 km mỗi giây. Chính sự chênh lệch lớn này là yếu tố then chốt giúp động cơ plasma đạt hiệu suất cao và tiềm năng rút ngắn thời gian hành trình.
Động cơ plasma không được thiết kế để phóng trực tiếp từ mặt đất. Thay vào đó, một tên lửa hóa học thông thường sẽ đưa tàu vũ trụ lên quỹ đạo Trái Đất trước, sau đó động cơ plasma mới được kích hoạt để cung cấp lực đẩy liên tục cho hành trình xuyên không gian. Các nhà phát triển cũng cho rằng hệ thống này có thể đóng vai trò như một “tàu kéo không gian”, vận chuyển hàng hóa, mô-đun hoặc vệ tinh giữa các quỹ đạo khác nhau.
Năng lượng hạt nhân, tiềm năng và những câu hỏi còn bỏ ngỏ
Để duy trì hoạt động lâu dài, động cơ plasma này sử dụng hydro làm nhiên liệu đẩy và được cấp năng lượng từ một lò phản ứng hạt nhân tích hợp. Theo đại diện dự án Yegor Biryulin, hydro có khối lượng nguyên tử thấp, giúp các hạt dễ tăng tốc hơn và giảm lượng nhiên liệu cần thiết. Về mặt lý thuyết, hydro dồi dào trong không gian cũng mở ra khả năng tiếp nhiên liệu tại chỗ trong tương lai.
Hệ thống sử dụng hai điện cực cao áp để tạo dòng plasma định hướng. Các hạt mang điện khi đi qua sẽ tạo ra từ trường, đẩy plasma ra phía sau để sinh lực đẩy. Thiết kế này không cần nung plasma lên nhiệt độ cực cao, qua đó giảm hao mòn linh kiện và tăng tuổi thọ động cơ. Theo tài liệu của Rosatom, lực đẩy dự kiến đạt khoảng 6 newton, mức khá cao đối với một động cơ plasma thử nghiệm, dù vẫn thấp hơn nhiều so với tên lửa hóa học.
Hiện nay, động cơ plasma đã được sử dụng rộng rãi trên các vệ tinh và một số tàu vũ trụ, với vận tốc khí thải phổ biến từ 30 đến 50 km mỗi giây. Nếu Nga thực sự đạt được mốc 100 km mỗi giây như tuyên bố, đây sẽ là một bước tiến đáng kể. Tuy nhiên, công nghệ này vẫn chưa được thử nghiệm trong không gian thực tế, các dữ liệu khoa học đánh giá độc lập chưa được công bố, và thiết kế lò phản ứng hạt nhân cũng chưa được tiết lộ.
Ngoài ra, tàu vũ trụ sử dụng năng lượng hạt nhân luôn đặt ra những thách thức lớn về an toàn, quy định và phê duyệt quốc tế, đặc biệt trong giai đoạn phóng từ Trái Đất. Vì vậy, dù đầy hứa hẹn, động cơ plasma mới của Nga vẫn cần thêm nhiều năm thử nghiệm và hoàn thiện trước khi có thể được triển khai thực tế. (Yahoo)
