Cơ chế hoạt động và hiệu suất vượt trội
Theo AS, Nga vừa công bố nguyên mẫu động cơ plasma mới, hứa hẹn rút ngắn thời gian di chuyển từ Trái đất tới Sao Hỏa chỉ còn từ 30 đến 60 ngày, thay vì 6–9 tháng như hiện nay.
Công nghệ này, nếu được kiểm chứng và ứng dụng, có thể trở thành bước ngoặt trong lịch sử khám phá không gian.
Khác với tên lửa hóa học, động cơ plasma không đốt nhiên liệu để tạo lực đẩy. Thay vào đó, hệ thống sử dụng trường điện từ để gia tốc các hạt mang điện như proton và electron.
Nga đang phát triển động cơ plasma (Ảnh: AS).
Các ion hydro được tăng tốc tới 100 km/giây, tương đương khoảng 360.000 km/h, nhanh gấp nhiều lần so với tốc độ tối đa khoảng 4,5 km/giây của hầu hết tên lửa hóa học hiện nay.
Ông Alexei Voronov từ Viện Troitsk cho biết, nguyên lý này giúp các hạt tích điện đạt tốc độ cao vượt trội, duy trì lực đẩy liên tục thay vì chỉ trong giai đoạn khởi động.
Điều đó giúp rút ngắn đáng kể thời gian bay và giảm nguy cơ phơi nhiễm bức xạ vũ trụ, yếu tố nguy hiểm hàng đầu với các sứ mệnh có người lái kéo dài nhiều tháng.
Nguyên mẫu đã được thử nghiệm trong buồng chân không dài 14m, rộng 4m, mô phỏng điều kiện ngoài không gian. Động cơ vận hành ở chế độ xung theo chu kỳ với công suất 300kW. Tuổi thọ hoạt động hiện tại đạt khoảng 2.400 giờ, đủ cho chuyến đi khứ hồi Trái đất – Sao Hỏa theo thiết kế.
Vì sao hydro được lựa chọn làm nhiên liệu?
Các nhà khoa học chọn hydro làm nhiên liệu vì đây là nguyên tố nhẹ nhất và dồi dào nhất trong vũ trụ. Hydro cho phép đạt tốc độ cao với mức tiêu thụ tối thiểu, đồng thời không yêu cầu nhiệt độ plasma quá cao, giúp giảm áp lực nhiệt lên linh kiện và kéo dài tuổi thọ động cơ.
Lực đẩy 6N nghe có vẻ nhỏ, nhưng đây là mức cao trong nhóm động cơ plasma vốn ưu tiên hiệu suất nhiên liệu hơn là lực đẩy tức thời. Nguồn điện để vận hành động cơ có thể được cung cấp bởi một lò phản ứng hạt nhân trên tàu.
Phiên bản hoàn thiện sẵn sàng cho không gian dự kiến sẽ ra mắt vào năm 2030. Động cơ sẽ được sử dụng sau khi tàu vũ trụ đạt quỹ đạo, đóng vai trò bổ trợ cho hành trình liên hành tinh chứ không thay thế các phương tiện phóng từ mặt đất.
Thách thức phía trước
Trên thế giới, công nghệ đẩy plasma đã được ứng dụng trong các vệ tinh OneWeb và tàu thăm dò Psyche của NASA, đạt tốc độ thoát hạt từ 10 đến 50 km/giây.
Động cơ mới của Nga, nếu đạt đúng thông số, có thể nâng con số này gấp đôi. Một số dự án tương tự như động cơ VASIMR do NASA và Ad Astra phát triển cũng từng đặt mục tiêu rút thời gian bay tới Sao Hỏa xuống khoảng 39 ngày, nhưng gặp hạn chế lớn về nguồn năng lượng cung cấp.
Hiện tuyên bố của Nga chưa được đánh giá độc lập trên các tạp chí khoa học và khả năng tích hợp vào một sứ mệnh hoàn chỉnh vẫn cần thời gian kiểm chứng. Tuy nhiên, việc nguyên mẫu đã trải qua thử nghiệm thành công cho thấy dự án có nền tảng kỹ thuật thực tế.
Nếu được triển khai đúng tiến độ, công nghệ này không chỉ giúp con người rút ngắn đáng kể hành trình tới Sao Hỏa, mà còn mở đường cho các chuyến bay liên hành tinh nhanh hơn, an toàn hơn và giảm rủi ro cho phi hành gia.
