Các nhà khoa học Nga vừa công bố nguyên mẫu động cơ plasma, một công nghệ có thể rút ngắn đáng kể thời gian du hành vũ trụ. Thay vì mất gần một năm để đến sao Hỏa bằng động cơ tên lửa thông thường, hệ thống mới này có thể đưa phi hành gia đến hành tinh đỏ chỉ trong 30-60 ngày.
Động cơ plasma được phát triển bởi Tập đoàn Năng lượng Nguyên tử Nga (Rosatom), hoạt động theo nguyên lý hoàn toàn khác biệt so với động cơ hóa học truyền thống. Thay vì đốt cháy nhiên liệu để tạo lực đẩy, động cơ này sử dụng trường điện từ để tăng tốc các hạt plasma, giúp tàu vũ trụ di chuyển với tốc độ nhanh chưa từng có.
Theo Alexey Voronov, Phó Tổng giám đốc phụ trách khoa học của Viện Nghiên cứu Rosatom, thời gian bay rút ngắn sẽ giúp giảm nguy cơ nhiễm phóng xạ vũ trụ—một trong những thách thức lớn nhất đối với các sứ mệnh đưa con người ra ngoài quỹ đạo Trái Đất. Với tốc độ tối đa lên đến 100 km/s (62 miles/s), động cơ này mạnh hơn rất nhiều so với tên lửa hóa học thông thường, vốn chỉ đạt khoảng 4.5 km/s.
Nguyên lý hoạt động của động cơ plasma
Động cơ plasma hoạt động theo nguyên lý đẩy các hạt tích điện thông qua từ trường. Hệ thống có hai điện cực, và khi dòng điện chạy qua, một trường điện từ sẽ được tạo ra để gia tốc các hạt plasma. Kết quả là lực đẩy lên đến 6 Newton, cho phép tàu vũ trụ di chuyển với tốc độ vượt xa những gì động cơ hóa học truyền thống có thể đạt được.
Một trong những điểm mạnh lớn nhất của công nghệ này là hiệu suất cao. Egor Biriulin, nhà nghiên cứu thuộc Rosatom, cho biết động cơ plasma chuyển đổi gần như toàn bộ năng lượng điện thành lực đẩy, đồng nghĩa với việc giảm hao phí và tăng hiệu suất hoạt động. Ngoài ra, do plasma không cần được đốt nóng ở nhiệt độ cao, các bộ phận của động cơ ít bị quá tải nhiệt, giúp nâng cao tuổi thọ và độ bền của thiết bị.
Các kỹ sư Nga đã thiết lập một hệ thống thử nghiệm quy mô lớn tại Troitsk để kiểm tra động cơ này. Bệ thử nghiệm bao gồm một buồng chân không dài 14 mét, đường kính 4 mét, có thể mô phỏng điều kiện của không gian sâu. Đây sẽ là bước tiến quan trọng để xác minh tính khả thi của công nghệ này trước khi ứng dụng vào thực tế.
Tuy nhiên, động cơ plasma không thể giúp tàu vũ trụ rời khỏi bầu khí quyển Trái Đất. Vì thế, các tên lửa hóa học vẫn sẽ được sử dụng để đưa tàu lên quỹ đạo, sau đó động cơ plasma mới kích hoạt để tăng tốc trong không gian sâu. Công nghệ này không chỉ hữu ích cho các sứ mệnh đưa con người lên sao Hỏa, mà còn có thể mở ra kỷ nguyên mới cho du hành liên hành tinh, giúp vận chuyển hàng hóa giữa các hành tinh hiệu quả hơn.
Dù chưa có lịch trình cụ thể cho các chuyến bay thử nghiệm, nhưng nếu thành công, đây có thể là một trong những bước tiến quan trọng nhất trong ngành hàng không vũ trụ, đưa con người tiến gần hơn đến giấc mơ chinh phục sao Hỏa.
