Phát kiến sửng sốt lên sao Hỏa nhanh chưa từng thấy

Song Minh |

Công nghệ laser có thể đưa một tàu vũ trụ tới sao Hỏa chỉ trong 45 ngày.

NASA và Trung Quốc có kế hoạch đưa các sứ mệnh có người lái lên sao Hỏa trong thập kỷ tới. Mặc dù điều này thể hiện một bước nhảy vọt to lớn về mặt khám phá không gian, nhưng cũng đặt ra những thách thức đáng kể về công nghệ và hậu cần.

Ban đầu, các sứ mệnh chỉ có thể khởi động tới sao Hỏa 26 tháng một lần khi Trái đất và hành tinh đỏ ở những điểm gần nhau nhất trên quỹ đạo. Sử dụng công nghệ hiện tại, sẽ mất từ 6 đến 9 tháng để quá cảnh từ Trái đất đến sao Hỏa.

Nhưng giờ đây, một nhóm nghiên cứu tại Đại học McGill ở Canada đang thiết kế công nghệ mới để đáp ứng yêu cầu của NASA nhằm tăng tốc quá trình đưa tàu vũ trụ lên sao Hỏa. Tia laser, một mảng rộng 10 mét trên Trái đất, sẽ đốt nóng plasma hydro trong một buồng phía sau tàu vũ trụ, tạo ra lực đẩy từ khí hydro và đưa nó đến sao Hỏa chỉ trong 45 ngày. Ở đó, nó sẽ bay lượn trong bầu khí quyển của sao Hỏa, và một ngày nào đó thậm chí chuyển nguồn cung cấp cho con người trên hành tinh đỏ.

Mảng laser. Ảnh: Universe Today
Mảng laser. Ảnh: Universe Today

Vào năm 2018, NASA đã thách thức các kỹ sư thiết kế một sứ mệnh tới sao Hỏa có thể mang tải trọng ít nhất 1.000 kg trong vòng không quá 45 ngày, cũng như các chuyến đi sâu vào và ra khỏi hệ mặt trời dài hơn. Thời gian càng ngắn thì càng giảm thiểu những tác hại của tia vũ trụ thiên hà và bão mặt trời đối với các phi hành gia. SpaceX của Elon Musk hình dung một chuyến đi của con người lên sao Hỏa sẽ mất sáu tháng với tên lửa chạy bằng nhiên liệu hóa học của hãng.

Ý tưởng của nhóm nghiên cứu Đại học McGill, được gọi là động cơ đẩy nhiệt bằng laser, dựa trên một loạt các tia laser hồng ngoại đặt trên Trái đất, đường kính 10 mét, kết hợp nhiều chùm tia hồng ngoại vô hình, mỗi chùm tia hồng ngoại có bước sóng khoảng 1 micromet, cho tổng công suất cực mạnh là 100 megawatt - công suất điện đủ cho khoảng 80.000 hộ gia đình Mỹ.

Sẽ có một gương phản xạ hướng chùm tia laze từ Trái đất vào một buồng đốt nóng có chứa plasma hydro. Với lõi của nó sau đó được đốt nóng lên đến 40.000 độ C, khí hydro chảy xung quanh lõi sẽ đạt tới 10.000 độ C và được đẩy ra khỏi vòi phun, tạo ra lực đẩy để đẩy con tàu ra khỏi Trái đất trong 58 phút.

Khi chùm tia laser dừng lại, tàu vũ trụ bay đi với vận tốc gần 17 km/giây - đủ nhanh để đi qua khoảng cách quỹ đạo của mặt trăng chỉ trong 8 giờ. Khi đến bầu khí quyển của sao Hỏa trong một tháng rưỡi sau đó, nó vẫn di chuyển với vận tốc 16 km/giây; tuy nhiên, khi đã đến đó, việc đưa tàu vũ trụ lên quỹ đạo 150 km quanh sao Hỏa là một bài toán khó giải cho nhóm kỹ sư.

Mô hình  hệ thống đẩy nhiệt-laser. Ảnh: Duplay
Minh hoạ hệ thống đẩy nhiệt-laser. Ảnh: Emmanuel Duplay

Động cơ đẩy nhiệt-laser đưa tàu vũ trụ vào không gian sâu - sao Hỏa và xa hơn nữa - tương phản với các phương pháp khác được đề xuất trước đó, chẳng hạn như động cơ đẩy điện-laser.

Emmanuel Duplay, tác giả chính của nghiên cứu cho biết: "Động cơ đẩy nhiệt-laser cho phép thực hiện các nhiệm vụ vận chuyển nhanh chóng có tải trọng 1 tấn với các mảng laser có kích thước bằng một sân bóng chuyền - điều mà động cơ đẩy điện-laser chỉ có thể làm được với các mảng cấp kilomet". Duplay đang theo học chương trình thạc sĩ khoa học về kỹ thuật hàng không vũ trụ của Đại học Công nghệ Delft với chuyên ngành tàu vũ trụ.

Động cơ đẩy nhiệt bằng laser lần đầu tiên được nghiên cứu vào những năm 1970 bằng cách sử dụng tia laser CO2 10,6 micron, mạnh nhất vào thời điểm đó. Các tia laser sợi quang ngày nay, ở kích thước 1 micron, có thể được kết hợp với nhau thành các mảng song song, theo từng giai đoạn với đường kính lớn, hiệu quả.

Những người đầu tiên lên sao Hỏa có khả năng sẽ không đến được đó bằng công nghệ đẩy nhiệt laser. "Tuy nhiên, khi ngày càng có nhiều người thực hiện chuyến đi để duy trì một thuộc địa lâu dài, chúng ta sẽ cần các hệ thống đẩy đưa chúng ta đến đó nhanh hơn - nếu chỉ để tránh các nguy cơ bức xạ" - Duplay nói. Duplay suy đoán, một sứ mệnh nhiệt laser tới sao Hỏa có thể khởi động 10 năm sau những sứ mệnh đầu tiên của con người, có lẽ vào khoảng năm 2040.

Song Minh
TIN LIÊN QUAN

Xác định nguyên nhân khiến sao Hỏa mất đại dương

Nguyễn Hạnh |

Từ lâu, người ta đã biết sao Hỏa từng có các đại dương nhờ sự bảo vệ của từ trường tương tự Trái đất. Song, từ trường sau đó biến mất và kéo theo nước. Nghiên cứu mới cuối cùng có thể giải thích tại sao.

Khám phá mới về sự sống trên sao Hỏa và các hành tinh khác

AN AN - ĐỨC THIỆN |

Mới đây Cơ quan hàng không vũ trụ Mỹ NASA tin rằng họ đã tìm thấy dấu hiệu sự sống trên sao Hỏa sau khi tàu thám hiểm phát hiện ra bằng chứng. Để tìm hiểu xung quanh thông tin những nghiên cứu và phát hiện mới về sự sống bên ngoài Trái Đất, Báo Lao Động đã có cuộc trao đổi cùng ông Đặng Vũ Tuấn Sơn, Chủ tịch Hội Thiên văn và Vũ trụ học Việt Nam. 

Tàu thám hiểm NASA hao mòn sau 9 năm trên sao Hỏa

Thanh Hà |

Bánh của tàu thám hiểm sao Hỏa Curiosity của NASA bị thủng nhiều mảng lớn do bị bào mòn khi di chuyển trên hành tinh đỏ. 

Sắp có siêu trăng cuối cùng của năm 2022

Thanh Hà |

Trăng cá tầm - siêu trăng thứ 4 và là siêu trăng cuối cùng của năm 2022 - diễn ra ngày 11.8.

Những câu hỏi đặt ra trong vụ việc của Hồ Hoài Anh, Hồng Đăng

Mi Lan |

Theo thông tin từ Bộ Văn hóa, Thể thao và Du lịch, nhạc sĩ Hồ Hoài Anh và diễn viên Hồng Đăng đã được trả hộ chiếu và về Việt Nam. Xoay quanh vụ việc của 2 nghệ sĩ, đang có nhiều câu hỏi được đặt ra.

Kiên quyết xử lý các bãi tập kết cát trái phép sau phản ánh của Lao Động

HƯNG THƠ |

Quảng Trị - Trước ngày 20.8.2022, cơ quan chức năng sẽ xử lý triệt để các bãi tập kết cát trái phép nằm ở bên sông Thạch Hãn (huyện Triệu Phong, tỉnh Quảng Trị).

Đánh bại Thái Lan, U16 Việt Nam vào chung kết U16 Đông Nam Á 2022

MINH PHONG |

Với chiến thắng 2-0 trước U16 Thái Lan, U16 Việt Nam chính thức vào chung kết tranh chức vô địch giải U16 Đông Nam Á 2022. Đối thủ của Việt Nam sẽ được xác định sau khi trận bán kết giữa U16 Indonesia và U16 Myanmar kết thúc.

Quảng Ninh dừng các cuộc họp không cần thiết để phòng, chống cơn bão số 2

Nguyễn Hùng |

Quảng Ninh - Trước diễn biến rất nhanh của cơn bão số 2, dự kiến sẽ đổ bộ vào các tỉnh, trong đó có Quảng Ninh vào khoảng chiều tối 10.8, ông Nguyễn Xuân Ký - Ủy viên Trung ương Đảng, Bí thư Tỉnh ủy, Chủ tịch HĐND tỉnh Quảng Ninh - yêu cầu dừng các cuộc họp không cần thiết để phòng, chống bão số 2.

Xác định nguyên nhân khiến sao Hỏa mất đại dương

Nguyễn Hạnh |

Từ lâu, người ta đã biết sao Hỏa từng có các đại dương nhờ sự bảo vệ của từ trường tương tự Trái đất. Song, từ trường sau đó biến mất và kéo theo nước. Nghiên cứu mới cuối cùng có thể giải thích tại sao.

Khám phá mới về sự sống trên sao Hỏa và các hành tinh khác

AN AN - ĐỨC THIỆN |

Mới đây Cơ quan hàng không vũ trụ Mỹ NASA tin rằng họ đã tìm thấy dấu hiệu sự sống trên sao Hỏa sau khi tàu thám hiểm phát hiện ra bằng chứng. Để tìm hiểu xung quanh thông tin những nghiên cứu và phát hiện mới về sự sống bên ngoài Trái Đất, Báo Lao Động đã có cuộc trao đổi cùng ông Đặng Vũ Tuấn Sơn, Chủ tịch Hội Thiên văn và Vũ trụ học Việt Nam. 

Tàu thám hiểm NASA hao mòn sau 9 năm trên sao Hỏa

Thanh Hà |

Bánh của tàu thám hiểm sao Hỏa Curiosity của NASA bị thủng nhiều mảng lớn do bị bào mòn khi di chuyển trên hành tinh đỏ.