Công ty Rolls-Royce đang hợp tác với Cơ quan Vũ trụ Anh để phát triển lò phản ứng hạt nhân phục vụ khám phá không gian.
Thiết kế sơ bộ của hệ thống năng lượng hạt nhân cỡ nhỏ. (Ảnh: Rolls-Royce).
Hôm 27/1, công ty Rolls-Royce chia sẻ thiết kế giai đoạn đầu của lò phản ứng hạt nhân cỡ nhỏ theo thỏa thuận năm 2021 với Cơ quan Vũ trụ Anh nhằm nghiên cứu lựa chọn năng lượng hạt nhân trong khám phá không gian. Theo Rolls-Royce, mỗi hạt uranium được bao bọc trong nhiều lớp bảo vệ, đóng vai trò như khoang chứa, cho phép chúng chịu được nhiệt độ cực hạn.
Các hệ thống phản ứng phân hạch khai thác năng lượng giải phóng trong quá trình phân chia nguyên tử, có thể dùng để cung cấp điện cho căn cứ của phi hành gia trên Mặt Trăng hay sao Hỏa, hoặc giúp rút ngắn thời gian di chuyển tới hành tinh đỏ, vốn mất 6 - 9 tháng nếu dùng những hệ thống đẩy hiện nay.
Từ lâu, hệ thống hạt nhân đã được tích hợp trong các nhiệm vụ vũ trụ tự động. Ví dụ, máy phát nhiệt điện đồng vị phóng xạ (RTG) cung cấp điện cho nhiều tàu thăm dò, bao gồm tàu vũ trụ Voyager 1 và Voyager 2 của NASA, hiện nay đang khám phá không gian liên sao. Những robot tự hành lớn của NASA như Perseverance và Curiosity cũng sử dụng RTG trong khi robot nhỏ hơn như Spirit và Opportunity trang bị pin quang năng.
Nhưng RTG không phải lò phản ứng hạt nhân. Chúng là pin hạt nhân, biến đổi nhiệt sinh ra từ quá trình phân rã của vật liệu phóng xạ thành điện. Chưa có tàu vũ trụ nào cất cánh từ Trái Đất sử dụng phản ứng phân hạch, dù điều đó có thể thay đổi trong tương lai gần. Ví dụ, NASA và DARPA gần đây thông báo kế hoạch chế tạo một tên lửa nhiệt hạt nhân vào năm 2027.
Phản ứng tổng hợp hạt nhân, nguồn năng lượng của Mặt trời và các ngôi sao khác, cũng có thể được ứng dụng trong bay vũ trụ. Tuy nhiên, đó là một quá trình dài hạn bởi giới nghiên cứu vẫn chưa tìm ra cách khai thác nguồn năng lượng này trên Trái đất.