Tên lửa hạt nhân giúp giảm một nửa thời gian tới sao Hỏa

NASA và quân đội Mỹ lên kế hoạch phóng tàu vũ trụ hoạt động bằng hạt nhân lên quỹ đạo Trái đất cuối năm 2025 hoặc đầu năm 2026.

Dự án mang tên DRACO (Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations), nhằm thử nghiệm động cơ đẩy nhiệt hạt nhân (NTP) trong không gian, công nghệ cách mạng hóa hứa hẹn giúp nhân loại đặt chân lên sao Hỏa và những hành tinh xa xôi khác. Tàu vũ trụ DRACO sẽ được phát triển và chế tạo bởi Lockheed Martin, theo thông báo hôm 26/7 của nhóm phụ trách dự án.

Thiết kế tàu vũ trụ DRACO sử dụng động cơ tên lửa nhiệt hạt nhân. (Ảnh: DARPA).

Từ lâu NASA đã quan tâm tới công nghệ NTP. Cơ quan này từng dự định phóng nhiệm vụ chở người tới sao Hỏa trên tàu vũ trụ hạt nhân năm 1979 qua chương trình NERVA (Nuclear Engine for Rocket Vehicle Application). Nhưng NERVA bị hoãn vào năm 1972. NASA vẫn dự định đưa phi hành gia tới hành tinh đỏ vào cuối thập niên 2030 hoặc đầu những năm 2040. Động cơ đẩy nhiệt hạt nhân là đột phá quan trọng có thể khiến mục tiêu trên khả thi hơn, bằng cách giảm một nửa thời gian đi lại giữa Trái đất và sao Hỏa.

Tên lửa nhiệt hạt nhân chở lò phản ứng phân hạch nhỏ, giải phóng lượng nhiệt cực lớn khi phân chia nguyên tử. Lượng nhiệt này có thể dùng cho nhiên liệu đẩy dạng khí, khiến nó nở ra và dẫn qua ống phun để tạo lực đẩy. Quá trình này khác với máy phát nhiệt điện đồng vị phóng xạ (RTG), công nghệ hạt nhân dùng trên các tàu thăm dò từ đầu kỷ nguyên vũ trụ. RTG không cung cấp lực đẩy, thay vào đó nó khai thác nhiệt từ hoạt động phân rã phóng xạ để sản xuất điện cho thiết bị, motor và nhiều thiết bị khác trên tàu vũ trụ.

DARPA và NASA đặt mục tiêu phóng phiên bản thử nghiệm trong không gian đầu tiên năm 2027. Nhưng khung thời gian đó có thể sớm hơn. Theo Kirk Shireman, phó chủ tịch Chiến dịch khám phá Mặt trăng của Lockheed Martin, họ dự định phóng tàu trong khoảng thời gian cuối năm 2025 hoặc đầu năm 2026. Tàu vũ trụ sẽ bay tới quỹ đạo tương đối cao quanh Trái đất, từ 700 đến 2.000 km. Từ độ cao đó, tàu thử nghiệm DRACO sẽ cần ít nhất 300 năm để rơi trở lại Trái đất qua lực kéo khí quyển, đủ lâu để đảm bảo mọi nhiên liệu hạt nhân đã được sử dụng hết.

Đội phụ trách nhiệm vụ cần đảm bảo an toàn suốt quá trình. Động cơ hạt nhân của DRACO chỉ được kích hoạt khi tới quỹ đạo. Trong lúc phóng, động cơ sẽ trang bị "poison wire", mảnh kim loại hấp thụ neutron, ngăn chúng kích hoạt phản ứng chuỗi. Bộ phận này đóng vai trò như cuộn điều khiển trong lò phản ứng hạt nhân trên Trái đất. Theo dự kiến, DRACO sẽ hoạt động trên quỹ đạo trong vài tháng và không chở thiết bị khoa học. Thay vào đó, nó sẽ chứng minh động cơ NTP có thể hoạt động trong thời gian dài ở môi trường không gian.

Tuy nhiên, việc sử dụng động cơ đó cũng đòi hỏi duy trì hydrogen trên tàu DRACO ở trạng thái siêu lạnh. Tàu vũ trụ sẽ phóng với 2.000 kg hydro. Theo Dotson, nó sẽ bao gồm hệ thống NTP và bình lớn chứa nhiên hydro.

Cập nhật: 28/07/2023 VnExpress