Hiện tại, chuyến đi ngắn nhất mà một tàu vũ trụ không người lái từ Trái Đất lên tới sao Hỏa là 7 tháng, còn nếu tàu vũ trụ có phi hành gia là ít nhất 9 tháng.
Theo hãng CNN, Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ (NASA) dự kiến đến năm 2035 sẽ đưa người lên sao Hỏa. Tuy nhiên, để thực sự lên tới hành tinh cách chúng ta 225 triệu kilomet thì đó là một vấn đề nan giải.
Ảnh minh họa hệ thống tên lửa đẩy chạy bằng năng lượng hạt nhân dài khoảng 4 m của USNC-Tech. (Ảnh: USNC-Tech)
Lạnh hơn Nam Cực và hầu như không có khí oxy, sao Hỏa là một môi trường cực kỳ khắc nghiệt. Thời gian mà các phi hành gia mất để lên đến đó và ở lại càng lâu thì rủi ro họ phải đối mặt càng lớn, bao gồm tăng khả năng tiếp xúc với bức xạ, từ đó có thể gây ra các vấn đề sức khỏe bao gồm nguy cơ ung thư, ảnh hưởng hệ thần kinh trung ương và các bệnh thoái hóa.
Đó là lý do tại sao các nhà khoa học đang tìm cách giảm thiểu thời gian chuyến đi lên sao Hỏa. Công ty Ultra Safe Nuclear Technologies (USNC-Tech) có trụ sở tại Seattle (Mỹ) đã đề xuất một giải pháp: Gắn động cơ đẩy chạy bằng năng lượng hạt nhân (NTP) vào tàu vũ trụ để có thể đưa con người từ Trái đất lên sao Hỏa chỉ trong 3 tháng. Hiện tại, chuyến đi ngắn nhất có thể của một tàu vũ trụ không người lái là 7 tháng, nhưng một sứ mệnh của phi hành đoàn dự kiến sẽ mất ít nhất 9 tháng.
Michael Eades - Giám đốc kỹ thuật của USNC-Tech – cho hay tên lửa chạy bằng năng lượng hạt nhân sẽ mạnh hơn và hiệu quả hơn gấp đôi so với động cơ hóa học được sử dụng ngày nay, có nghĩa là chúng có thể di chuyển xa hơn và nhanh hơn, đồng thời đốt cháy ít nhiên liệu hơn. "Công nghệ hạt nhân sẽ mở rộng phạm vi tiếp cận của nhân loại ra ngoài quỹ đạo Trái Đất và tiến vào không gian sâu”, ông Eades giải thích. Ngoài việc cho phép con người du hành không gian, sáng kiến này có thể mở ra không gian cho các cơ hội kinh doanh trong thiên hà.
Hệ thống NTP sử dụng lò phản ứng hạt nhân để tạo ra nhiệt từ nhiên liệu urani. Năng lượng nhiệt đó làm nóng một chất đẩy lỏng, thường là hydro lỏng, nở ra thành khí và thổi ra ra phía sau, tạo ra lực đẩy.
Tên lửa trang bị NTP có lực đẩy mạnh gấp đôi so với hệ thống hóa học hiện hành. Điều này có nghĩa là công nghệ này có thể đưa các phi hành gia lên sao Hỏa và quay trở lại Trái Đất trong vòng chưa đầy hai năm, thay vì mất hơn 3 năm như tính toán hiện nay.
Tuy nhiên, một trong những thách thức chính đối với việc chế tạo động cơ NTP là tìm ra nhiên liệu urani có thể chịu được nhiệt độ cực lớn bên trong động cơ nhiệt hạt nhân.
USNC-Tech tuyên bố đã giải quyết vấn đề này bằng cách phát triển một loại nhiên liệu có thể hoạt động ở nhiệt độ lên tới 2.426 độ C. Nhiên liệu chứa cacbua silic - một vật liệu được sử dụng để tạo lớp ngoài xe tăng, tạo thành một lớp chắn khí kín ngăn các sản phẩm phóng xạ thoát ra từ lò phản ứng hạt nhân, bảo vệ các phi hành gia.
Tên lửa trang bị NTP có lực đẩy mạnh gấp đôi so với hệ thống hóa học hiện hành.
Liệu phương án hạt nhân có an toàn?
Thời gian làm nhiệm vụ ngắn hơn sẽ hạn chế việc phi hành đoàn tiếp xúc với bức xạ không gian, nhưng vẫn còn lo ngại về bức xạ phát ra từ lò phản ứng hạt nhân bên trong tàu vũ trụ.
Điều này sẽ được giảm thiểu thông qua thiết kế của tên lửa. Jeff Sheehy – kỹ thuật trưởng của ban điều hành sứ mệnh công nghệ vũ trụ thuộc NASA - cho biết để bảo vệ mọi người trên mặt đất, tàu vũ trụ NTP sẽ không xuất phát trực tiếp từ Trái đất. Thay vào đó, một tên lửa hóa học thông thường sẽ đưa nó vào quỹ đạo, và chỉ sau đó các nhà điều hành mới kích hoạt lò phản ứng hạt nhân. Khi tàu vũ trụ đã ở trong quỹ đạo, nó có thể gây hại rất ít vì các vụ nổ và bức xạ nhiệt không thể di chuyển trong chân không.
Nếu thảm họa xảy ra và lò phản ứng của tên lửa bị vỡ, các mảnh vụn sẽ không rơi xuống Trái Đất hay bất kỳ hành tinh nào khác ít nhất trong hàng chục nghìn năm. Trong khoảng thời gian đó, chất phóng xạ sẽ "phân hủy tự nhiên đến mức không còn nguy hiểm nữa”.