Phát minh của Nga làm rung chuyển ngành hàng không vũ trụ: Động cơ công suất 300 kW, rút ngắn 87,5% thời gian lên sao Hỏa

Động cơ do Tập đoàn năng lượng hạt nhân nhà nước Rosatom phát triển thông qua Viện Troitsk tại Moscow. Không giống tên lửa hóa học truyền thống đốt nhiên liệu để tạo lực đẩy, thiết kế này sử dụng công nghệ đẩy magnetoplasma.

Hệ thống sẽ ion hóa một loại khí, thường là hydro, rồi gia tốc các hạt mang điện bằng từ trường. Theo Popular Mechanics, kết quả là một dòng lực đẩy ổn định và hiệu suất cao, có thể liên tục tăng tốc tàu vũ trụ theo thời gian.

Tên lửa hóa học đã được sử dụng trong mọi sứ mệnh có người lái cho đến nay. Tuy nhiên, loại động cơ này có giới hạn. Chúng tiêu thụ nhiên liệu nhanh và chỉ tạo ra lực đẩy trong thời gian ngắn. Điều đó khiến các chuyến bay đường dài kém hiệu quả. Ngay cả trong những bệ phóng thuận lợi nhất, hành trình tới sao Hỏa vẫn mất khoảng 8 tháng.

Động cơ plasma hứa hẹn tạo ra đột phá. Bằng cách liên tục tăng tốc, chúng có thể đạt tốc độ cao hơn nhiều. NASA từng nghiên cứu các ý tưởng tương tự và tài trợ cho các dự án như Pulse Plasma Rocket và Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket do công ty Ad Astra Rocket Company phát triển. Các dự án này đặt mục tiêu rút ngắn thời gian bay tới sao Hỏa xuống khoảng 45-60 ngày.

Rosatom cho biết hệ thống của Nga có thể đạt hiệu suất cao hơn. Theo công bố, động cơ này đạt xung riêng đủ để gia tốc các hạt hydro lên tới 100 km/giây, với công suất khoảng 300 kilowatt. Mức hiệu suất này được cho là vượt phần lớn các động cơ plasma hiện có, vốn thường hoạt động trong phạm vi tốc độ 30-50 km/giây.

Nếu các thông số này được xác nhận, giới chức Nga cho rằng một tàu vũ trụ có người lái về mặt lý thuyết có thể tới sao Hỏa trong khoảng 30 ngày. Tốc độ này sẽ giúp giảm tới 87,5% thời gian phi hành gia phải tiếp xúc với bức xạ vũ trụ và môi trường vi trọng lực. Đây là hai rủi ro sức khỏe lớn nhất trong các sứ mệnh không gian xa.

Tuy nhiên, vẫn còn nhiều câu hỏi đặt ra. Mục tiêu hoàn thiện một động cơ sẵn sàng bay vào năm 2030 được đánh giá là tham vọng. Ngành vũ trụ Nga trong những năm gần đây đối mặt với các thách thức về tài chính và tổ chức. Công nghệ đẩy plasma cũng chưa được kiểm chứng rộng rãi trong các sứ mệnh có người lái quy mô lớn.

Dù vậy, cuộc đua toàn cầu trong lĩnh vực này đang tăng tốc. Từ Mỹ, Trung Quốc đến Nga, các cơ quan và doanh nghiệp đều đặt cược rằng động cơ plasma có thể định hình giai đoạn tiếp theo của ngành hàng không vũ trụ. Nếu thành công, hành trình tới sao Hỏa có thể trở nên ngắn hơn rất nhiều so với hiện nay.

Theo Wonderful Engineering