Mỹ phát triển tên lửa nhiệt hạt nhân đưa con người lên sao Hỏa trong 45 ngày

NASA sẽ phát triển tên lửa hạt nhân để cắt giảm thời gian thực hiện chuyến đi có người lái tới Sao Hỏa từ 7 tháng xuống còn 45 ngày.

NASA đã thuê Lockheed Martin thiết kế, chế tạo và thử nghiệm một tên lửa chạy bằng năng lượng hạt nhân để du hành vũ trụ. Công nghệ này có thể tăng tốc chuyến đi có người lái tới sao Hỏa từ thời gian tối thiểu 7 tháng hiện tại xuống chỉ còn 45 ngày.

Theo trang Popular Mechanics, NASA đã lên kế hoạch sử dụng năng lượng hạt nhân trong nỗ lực cắt giảm thời gian thực hiện chuyến đi có người lái tới Sao Hỏa. Kế hoạch mới nhất này liên quan đến việc NASA khôi phục nghiên cứu công nghệ nhiệt hạt nhân 70 năm tuổi và hợp tác với các nhà thầu để bắt đầu thử nghiệm tên lửa chạy bằng năng lượng hạt nhân trong không gian ngay sau năm 2027.

NASA và Cơ quan Dự án Nghiên cứu Quốc phòng Tiên tiến (DARPA) của Bộ Quốc phòng Mỹ đã ký hợp đồng với Lockheed Martin để thiết kế, chế tạo và thử nghiệm công nghệ tên lửa nhiệt hạt nhân cho một chuyến đi ngắn hơn, nhanh hơn tới Hành tinh Đỏ. Tên lửa trong dự án có tên DRACO này cũng dự kiến ​​sẽ hoạt động với hiệu suất gấp đôi so với tên lửa hóa học thông thường, kết hợp nhiên liệu và chất oxy hóa để tạo ra năng lượng đốt.

Pam Melroy, Phó giám đốc NASA, cho biết trong một tuyên bố: “Hợp tác với DARPA và các công ty trong ngành vũ trụ thương mại sẽ cho phép chúng tôi tăng tốc phát triển công nghệ mà chúng tôi cần để đưa con người lên sao Hỏa”. Ông nhấn mạnh, “cuộc trình diễn này sẽ là một bước quan trọng trong việc đáp ứng các mục tiêu của chúng tôi về đưa phi hành đoàn vào không gian sâu hơn, từ Mặt Trăng tới Sao Hỏa.

Lockheed Martin sẽ chỉ đạo thiết kế, tích hợp và thử nghiệm tàu ​​vũ trụ trong dự án trị giá khoảng 500 triệu USD, còn BWX Technologies sẽ thiết kế và chế tạo lò phản ứng phân hạch hạt nhân để cung cấp năng lượng cho động cơ.

Tabitha Dodson, giám đốc chương trình DARPA của dự án, cho biết trong một tuyên bố rằng dự án DRACO “nhằm mục đích mang lại cho quốc gia khả năng đẩy vượt trội.”

Tên lửa nhiệt hạt nhân có thể đạt được lực đẩy cao – giống như lực đẩy hóa học – nhưng hiệu quả cao hơn gấp ba lần. Điều này có nghĩa là thay vì mất tối thiểu 7 tháng để tới Sao Hỏa như hiện nay, một chuyến đi bằng năng lượng hạt nhân sẽ chỉ mất 45 ngày. Và lên Sao Hỏa trong 45 ngày không phải là lợi ích duy nhất, vì NASA cũng đang tìm kiếm một kết nối hiệu quả hơn giữa Trái đất với Mặt trăng.

Kirk Shireman, Phó chủ tịch chiến dịch thám hiểm Mặt trăng của Lockheed Martin, cho biết trong một cuộc họp báo: “Để đất nước chúng ta, loài người chúng ta khám phá không gian sâu hơn, chúng ta cần những thay đổi về động cơ đẩy hiệu quả hơn. Lực đẩy cao hơn thực sự rất quan trọng. Và tôi nghĩ chúng ta đang ở trên đỉnh cao của điều đó.”

Mỹ bắt đầu phát triển tên lửa hạt nhân vào những năm 1950, nhưng ý tưởng này đã bị hủy bỏ khi ngân sách bị cắt giảm vào những năm 1970.

Chương trình mới DRACO nhằm mục đích xây dựng dựa trên nghiên cứu ban đầu đó, nhưng với một lựa chọn nhiên liệu mới để giảm bớt trở ngại về mặt hậu cần. Sử dụng nhiên liệu uranium có hàm lượng cao, độ làm giàu thấp, lò phản ứng dựa trên phân hạch có thể tách các nguyên tử, làm nóng hydro lỏng và bắn khí nhiệt độ cao đó qua vòi phun động cơ để tạo ra lực đẩy cần thiết.

Hiệu suất cao hơn từ tên lửa nhiệt hạt nhân không chỉ giúp giảm thời gian vận chuyển mà còn giảm rủi ro cho phi hành gia và cắt giảm nhu cầu tải trọng cho cả hệ thống.

Theo trang Live Science, một thách thức vẫn chưa thể vượt qua là nhu cầu làm nóng hydro đến trên 2.400 độ C đồng thời bảo quản nó ở nhiệt độ âm 215 độ C. Dodson nói: “Đây vừa là một minh chứng về việc lưu trữ hydro lỏng đông lạnh trên quỹ đạo vừa là một bản demo của tên lửa nhiệt hạt nhân”.

Trong lần phóng thử nghiệm được mong đợi vào năm 2027, lò phản ứng phân hạch của động cơ sẽ tắt vì lý do an toàn cho đến khi tên lửa đạt tới quỹ đạo được chỉ định. Lực lượng Không gian Mỹ sẽ cung cấp phương tiện phóng để đưa tàu thử nghiệm vào không gian.

Cuộc thử nghiệm ban đầu của DRACO có kế hoạch đưa tàu đi ít nhất 696km và không quá 1.984km vào không gian. Nó không có kế hoạch điều động và thay vào đó sẽ cho phép lò phản ứng của phương tiện sử dụng nhiên liệu mới và thu thập dữ liệu trên đường đi. Theo trang Space News, với kế hoạch dự trữ hydro lỏng trong hai tháng trên tàu, các phi hành đoàn cũng có thể thử nghiệm khả năng tiếp nhiên liệu trong không gian.

Theo Live Science, ông Shireman nói với các phóng viên: “Chúng tôi sẽ kết hợp những thứ này lại với nhau, chúng tôi sẽ tổ chức cuộc trình diễn này, thu thập nhiều dữ liệu tuyệt vời, và thực sự chúng tôi tin rằng, sẽ mở ra một kỷ nguyên mới cho Mỹ, cho nhân loại, để hỗ trợ sứ mệnh khám phá không gian của chúng ta.”