Lộ diện giải pháp chinh phục sao Hỏa an toàn và nhanh hơn

Ngọc Vân |

Để khám phá sao Hỏa cũng như hệ Mặt trời an toàn, tàu vũ trụ cần phải đi nhanh hơn và tên lửa chạy bằng năng lượng hạt nhân có thể là giải pháp.

Với giấc mơ về sao Hỏa trong tâm trí của cả NASA và tỉ phú Elon Musk, các sứ mệnh đường dài xuyên không gian đang đến gần. Nhưng bạn có thể ngạc nhiên khi biết rằng tên lửa hiện đại không nhanh hơn nhiều so với tên lửa trong quá khứ.

Tờ The Conversation dẫn bài viết của giáo sư Iain Boyd, Khoa Kỹ thuật Hàng không Vũ trụ, Đại học Colorado Boulder, cho biết, có rất nhiều lý do cho thấy tàu vũ trụ nhanh hơn là tàu tốt hơn và tên lửa chạy bằng năng lượng hạt nhân là một cách để làm điều này.

Tại sao cần tốc độ?

Bước đầu tiên của hành trình không gian bao gồm việc sử dụng tên lửa đẩy để phóng tàu vũ trụ vào quỹ đạo. Khi tàu đến không gian, mọi thứ trở nên thú vị. Để thoát khỏi lực hấp dẫn của Trái đất và đến các điểm đến không gian sâu, tàu cần tăng tốc. Đây là lúc các hệ thống hạt nhân phát huy tác dụng.

Có hai lý do khiến tên lửa nhanh hơn tốt hơn cho việc du hành vũ trụ đường dài: An toàn và thời gian.

Nhiên liệu cung cấp năng lượng cho tàu vũ trụ cuối cùng cũng có thể thay đổi. Ảnh: CSA
Nhiên liệu cung cấp năng lượng cho tàu vũ trụ cuối cùng cũng có thể thay đổi. Ảnh: CSA

Các phi hành gia trong chuyến du hành tới sao Hỏa sẽ phải tiếp xúc với lượng bức xạ rất cao có thể gây ra các vấn đề sức khỏe lâu dài nghiêm trọng như ung thư và vô sinh. Tấm che chắn bức xạ có thể có hiệu quả, nhưng nó vô cùng nặng, và sứ mệnh càng dài thì càng cần phải che chắn nhiều hơn. Một cách tốt hơn để giảm tiếp xúc với bức xạ đơn giản là đến nơi nhanh hơn.

Nhưng sự an toàn của con người không phải là lợi ích duy nhất. Khi thăm dò xa hơn ra ngoài không gian, điều quan trọng là phải lấy dữ liệu từ các sứ mệnh không người lái càng sớm càng tốt. Voyager-2 đã mất 12 năm chỉ để đến được sao Hải Vương, nơi nó chụp được một số bức ảnh đáng kinh ngạc khi bay ngang qua. Nếu Voyager-2 có một hệ thống đẩy nhanh hơn, các nhà thiên văn học có thể đã có những bức ảnh này và thông tin mà chúng chứa đựng trong nhiều năm trước đó.

Tốc độ là tốt. Nhưng tại sao các hệ thống hạt nhân lại nhanh hơn?

Hệ thống ngày nay

Khi một con tàu đã thoát khỏi lực hấp dẫn của Trái đất, có 3 khía cạnh quan trọng cần xem xét khi so sánh bất kỳ hệ thống đẩy nào là: Lực đẩy, hiệu suất khối lượng và mật độ năng lượng.

Ngày nay, các hệ thống động cơ phổ biến nhất được sử dụng là động cơ đẩy hóa học - tức là tên lửa đốt nhiên liệu thông thường - và hệ thống đẩy điện chạy bằng năng lượng mặt trời.

Hệ thống đẩy hóa học cung cấp rất nhiều lực đẩy, nhưng không đặc biệt hiệu quả và nhiên liệu tên lửa không đậm đặc năng lượng như vậy. Tên lửa Saturn V đưa các phi hành gia lên Mặt trăng tạo ra lực 35 triệu Newton khi cất cánh và mang theo 950.000 gallon nhiên liệu. Mặc dù phần lớn nhiên liệu được sử dụng để đưa tên lửa vào quỹ đạo, nhưng những hạn chế rõ ràng là: Cần rất nhiều nhiên liệu nặng để đi đến bất cứ đâu.

Trong khi đó, hệ thống tạo ra lực đẩy bằng cách sử dụng điện năng được sản xuất từ ​​các tấm pin mặt trời tạo ra lực đẩy ít hơn nhiều.

Một trong những lý do khiến tên lửa chạy bằng năng lượng hạt nhân có triển vọng là vì chúng mang lại mật độ năng lượng đáng kinh ngạc. Nhiên liệu uranium được sử dụng trong các lò phản ứng hạt nhân có mật độ năng lượng cao hơn 4 triệu lần so với hydrazine - một loại thuốc phóng tên lửa hóa học điển hình. Việc đưa một lượng nhỏ uranium lên vũ trụ dễ dàng hơn nhiều so với hàng trăm nghìn gallon nhiên liệu.

Tên lửa tầm nhiệt hạt nhân đầu tiên được chế tạo vào năm 1967. Ảnh: NASA/Wiki
Tên lửa tầm nhiệt hạt nhân đầu tiên được chế tạo vào năm 1967. Ảnh: NASA/Wiki

Tại sao vẫn chưa có tên lửa chạy bằng năng lượng hạt nhân?

Hệ thống đẩy nhiệt hạt nhân đã được nghiên cứu từ những năm 1960 nhưng vẫn chưa bay trong không gian. Các quy định lần đầu tiên được áp dụng ở Mỹ vào những năm 1970 về cơ bản yêu cầu kiểm tra từng trường hợp và phê duyệt bất kỳ dự án vũ trụ hạt nhân nào từ nhiều cơ quan chính phủ và sự chấp thuận rõ ràng của tổng thống.

Tất cả đã thay đổi khi chính quyền cựu Tổng thống Donald Trump ban hành bản ghi nhớ vào tháng 8.2019, cho phép thực hiện các nhiệm vụ hạt nhân với lượng vật liệu hạt nhân thấp hơn mà không cần quy trình phê duyệt của nhiều cơ quan.

Cùng với việc sửa đổi các quy định này, NASA cũng đã nhận được ngân sách năm 2019 để phát triển động cơ đẩy nhiệt hạt nhân.

Sau 60 năm đình trệ, có khả năng một tên lửa chạy bằng năng lượng hạt nhân sẽ bay vào vũ trụ trong vòng một thập kỷ. Thành tựu thú vị này sẽ mở ra một kỷ nguyên khám phá không gian mới. Mọi người sẽ lên sao Hỏa và các thí nghiệm khoa học sẽ tạo ra những khám phá mới trên khắp hệ Mặt trời của chúng ta và hơn thế nữa.

Ngọc Vân
TIN LIÊN QUAN

Elon Musk hé lộ thành tựu mới nhất của sứ mệnh sao Hỏa

Song Minh |

Tỉ phú Elon Musk hé lộ nguyên mẫu tàu sao Hỏa mới nhất trước chuyến bay quỹ đạo đầu tiên.

Mới lên sao Hỏa, tàu thăm dò của UAE đã có thành tựu đáng kinh ngạc

Khánh Minh |

Tàu thăm dò sao Hỏa của UAE chỉ vừa kích hoạt công cụ vào ngày 10.4 nhưng đã gửi về Trái đất hàng nghìn hình ảnh đáng kinh ngạc.

NASA có thêm phát hiện "cực hot" trên sao Hỏa

Ngọc Vân |

Muối có thể là mảnh ghép quan trọng của câu đố hữu cơ trên sao Hỏa, theo các nhà khoa học NASA.

Người đẹp Miss Tourism World 2022 khám phá Hà Nội

Ngọc Thúy |

Dàn thí sinh Miss Tourism World 2022 tham quan Văn Miếu - Quốc Tử Giám, Hoàng thành Thăng Long, hồ Hoàn Kiếm...

Những cột mốc đáng nhớ của cuộc so tài giữa Ronaldo và Messi

VIỆT HÙNG |

Trong kỳ World Cup cuối cùng của sự nghiệp, cả Ronaldo và Messi đều cố gắng chạy đua với chính bản thân để gia tăng thêm một lần cuối những kỉ lục vốn đã vĩ đại của cả hai.

Năm 2030, GDP bình quân đầu người theo giá hiện hành đạt khoảng 7.500 USD

Vương Trần |

Đề án "Định hướng quy hoạch tổng thể quốc gia thời kỳ 2021-2030, tầm nhìn đến năm 2050” xác định, đến năm 2030, GDP bình quân đầu người theo giá hiện hành đạt khoảng 7.500 USD.

Công viên Thống Nhất thu tiền vé không đủ trả lương cho nhân viên

HỮU CHÁNH |

Theo Sở Xây dựng Hà Nội, mỗi năm Công viên Thống Nhất thu được khoảng 700 triệu đồng tiền vé, số tiền này chỉ giải quyết hơn 50% kinh phí trả lương cho nhân viên.

174 năm tù cho 9 kẻ bắt cóc cô gái và giết 1 người nhóm đối thủ giải cứu

NGUYÊN ANH |

Kiên Giang - Nhận lời bắt cóc một cô gái làm nghề tiếp viên quán nhậu về giao cho chủ nợ, 9 bị cáo đánh nhau với nhóm người giải cứu cô gái làm 1 người chết, 1 người bị thương. 

Elon Musk hé lộ thành tựu mới nhất của sứ mệnh sao Hỏa

Song Minh |

Tỉ phú Elon Musk hé lộ nguyên mẫu tàu sao Hỏa mới nhất trước chuyến bay quỹ đạo đầu tiên.

Mới lên sao Hỏa, tàu thăm dò của UAE đã có thành tựu đáng kinh ngạc

Khánh Minh |

Tàu thăm dò sao Hỏa của UAE chỉ vừa kích hoạt công cụ vào ngày 10.4 nhưng đã gửi về Trái đất hàng nghìn hình ảnh đáng kinh ngạc.

NASA có thêm phát hiện "cực hot" trên sao Hỏa

Ngọc Vân |

Muối có thể là mảnh ghép quan trọng của câu đố hữu cơ trên sao Hỏa, theo các nhà khoa học NASA.