Những con người đầu tiên đặt chân lên sao Hỏa có thể một ngày nào đó sẽ cưỡi một tên lửa được đẩy bằng lò phản ứng hạt nhân đến đích. Nhưng trước khi điều đó có thể xảy ra, công nghệ đẩy nhiệt hạt nhân (NTP) vẫn còn một chặng đường khá dài trước khi chúng ta có thể đưa các phi hành gia bay vào không gian trên một tên lửa hạt nhân.
Tuy nhiên, đầu tháng này, General Atomics Electromagnetic Systems (GA-EMS), hợp tác với NASA, đã đạt được một cột mốc quan trọng trên con đường sử dụng tên lửa NTP. Tại Trung tâm bay vũ trụ Marshall của NASA ở Alabama, General Atomics đã thử nghiệm nhiên liệu lò phản ứng NTP mới để tìm hiểu xem nhiên liệu này có thể hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt của không gian hay không.
Theo lãnh đạo công ty, các cuộc thử nghiệm cho thấy nhiên liệu này có thể chịu được điều kiện khắc nghiệt của chuyến bay vũ trụ. "Chúng tôi rất phấn khởi trước kết quả thử nghiệm tích cực chứng minh nhiên liệu có thể tồn tại trong những điều kiện hoạt động này, đưa chúng tôi tiến gần hơn đến việc hiện thực hóa tiềm năng của hệ thống đẩy nhiệt hạt nhân an toàn, đáng tin cậy cho các sứ mệnh quanh Mặt Trăng và không gian sâu", chủ tịch General Atomics Scott Forney cho biết trong một tuyên bố.
Để thử nghiệm nhiên liệu, General Atomics đã lấy các mẫu và đưa chúng vào sáu chu kỳ nhiệt sử dụng hydro nóng để tăng nhanh nhiệt độ lên 2600 độ Kelvin hoặc 4.220 độ Fahrenheit. Bất kỳ nhiên liệu đẩy nhiệt hạt nhân nào trên tàu vũ trụ đều phải có khả năng chịu được nhiệt độ khắc nghiệt và tiếp xúc với khí hydro nóng.
Để kiểm tra xem nhiên liệu có thể chịu được những điều kiện này hay không, General Atomics đã tiến hành các thử nghiệm bổ sung với các tính năng bảo vệ khác nhau để có thêm dữ liệu về cách các cải tiến vật liệu khác nhau cải thiện hiệu suất của nhiên liệu trong các điều kiện tương tự như lò phản ứng hạt nhân. Theo công ty, những loại thử nghiệm này là lần đầu tiên.
"Theo hiểu biết của chúng tôi, chúng tôi là công ty đầu tiên sử dụng cơ sở thử nghiệm môi trường thanh nhiên liệu nhỏ gọn (CFEET) tại NASA MSFC để thử nghiệm và chứng minh thành công khả năng tồn tại của nhiên liệu sau chu trình nhiệt ở nhiệt độ và tốc độ tăng nhiệt đại diện cho hydro", Christina Back, phó chủ tịch của General Atomics Nuclear Technologies and Materials, cho biết trong cùng một tuyên bố.
NASA và General Atomics đã thử nghiệm nhiên liệu bằng cách cho nó tiếp xúc với nhiệt độ lên tới 3.000 Kelvin (4.940 Fahrenheit hoặc 2.727 Celsius), và thấy rằng nó hoạt động tốt ngay cả ở nhiệt độ cao như vậy. Theo Back, điều này có nghĩa là hệ thống NTP sử dụng nhiên liệu này có thể hoạt động hiệu quả hơn gấp hai đến ba lần so với động cơ tên lửa hiện tại.
Một trong những lý do chính khiến NASA muốn chế tạo tên lửa NTP là vì chúng có thể nhanh hơn nhiều so với tên lửa mà chúng ta sử dụng ngày nay, vốn được đẩy bằng nhiên liệu hóa học truyền thống.
CÂU CHUYỆN LIÊN QUAN:
— Quân đội Hoa Kỳ muốn trình diễn các hệ thống năng lượng hạt nhân mới trong không gian vào năm 2027
— NASA, DARPA sẽ phóng tên lửa hạt nhân lên quỹ đạo vào đầu năm 2026
— Châu Âu muốn chế tạo tên lửa hạt nhân để thám hiểm không gian sâu
Thời gian vận chuyển nhanh hơn có thể giảm thiểu rủi ro cho các phi hành gia, vì các chuyến đi dài hơn đòi hỏi nhiều vật tư hơn và các hệ thống mạnh mẽ hơn để hỗ trợ các phi hành gia trong khi họ di chuyển đến đích. Ngoài ra còn có vấn đề về bức xạ; các phi hành gia ở trong không gian càng lâu thì họ càng phải chịu nhiều bức xạ vũ trụ. Thời gian bay ngắn hơn có thể giảm thiểu những rủi ro này, khiến khả năng đưa con người vào không gian sâu gần hơn với thực tế.
Vào năm 2023, NASA và Cơ quan các dự án nghiên cứu quốc phòng tiên tiến (DARPA) đã công bố rằng họ đang nghiên cứu một động cơ tên lửa nhiệt hạt nhân để NASA có thể đưa tàu vũ trụ có người lái lên sao Hỏa. Cơ quan này hy vọng có thể phóng thử nghiệm sớm nhất là vào năm 2027.
Tuy nhiên, đầu tháng này, General Atomics Electromagnetic Systems (GA-EMS), hợp tác với NASA, đã đạt được một cột mốc quan trọng trên con đường sử dụng tên lửa NTP. Tại Trung tâm bay vũ trụ Marshall của NASA ở Alabama, General Atomics đã thử nghiệm nhiên liệu lò phản ứng NTP mới để tìm hiểu xem nhiên liệu này có thể hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt của không gian hay không.
Theo lãnh đạo công ty, các cuộc thử nghiệm cho thấy nhiên liệu này có thể chịu được điều kiện khắc nghiệt của chuyến bay vũ trụ. "Chúng tôi rất phấn khởi trước kết quả thử nghiệm tích cực chứng minh nhiên liệu có thể tồn tại trong những điều kiện hoạt động này, đưa chúng tôi tiến gần hơn đến việc hiện thực hóa tiềm năng của hệ thống đẩy nhiệt hạt nhân an toàn, đáng tin cậy cho các sứ mệnh quanh Mặt Trăng và không gian sâu", chủ tịch General Atomics Scott Forney cho biết trong một tuyên bố.
Để thử nghiệm nhiên liệu, General Atomics đã lấy các mẫu và đưa chúng vào sáu chu kỳ nhiệt sử dụng hydro nóng để tăng nhanh nhiệt độ lên 2600 độ Kelvin hoặc 4.220 độ Fahrenheit. Bất kỳ nhiên liệu đẩy nhiệt hạt nhân nào trên tàu vũ trụ đều phải có khả năng chịu được nhiệt độ khắc nghiệt và tiếp xúc với khí hydro nóng.
Để kiểm tra xem nhiên liệu có thể chịu được những điều kiện này hay không, General Atomics đã tiến hành các thử nghiệm bổ sung với các tính năng bảo vệ khác nhau để có thêm dữ liệu về cách các cải tiến vật liệu khác nhau cải thiện hiệu suất của nhiên liệu trong các điều kiện tương tự như lò phản ứng hạt nhân. Theo công ty, những loại thử nghiệm này là lần đầu tiên.
"Theo hiểu biết của chúng tôi, chúng tôi là công ty đầu tiên sử dụng cơ sở thử nghiệm môi trường thanh nhiên liệu nhỏ gọn (CFEET) tại NASA MSFC để thử nghiệm và chứng minh thành công khả năng tồn tại của nhiên liệu sau chu trình nhiệt ở nhiệt độ và tốc độ tăng nhiệt đại diện cho hydro", Christina Back, phó chủ tịch của General Atomics Nuclear Technologies and Materials, cho biết trong cùng một tuyên bố.
NASA và General Atomics đã thử nghiệm nhiên liệu bằng cách cho nó tiếp xúc với nhiệt độ lên tới 3.000 Kelvin (4.940 Fahrenheit hoặc 2.727 Celsius), và thấy rằng nó hoạt động tốt ngay cả ở nhiệt độ cao như vậy. Theo Back, điều này có nghĩa là hệ thống NTP sử dụng nhiên liệu này có thể hoạt động hiệu quả hơn gấp hai đến ba lần so với động cơ tên lửa hiện tại.
Một trong những lý do chính khiến NASA muốn chế tạo tên lửa NTP là vì chúng có thể nhanh hơn nhiều so với tên lửa mà chúng ta sử dụng ngày nay, vốn được đẩy bằng nhiên liệu hóa học truyền thống.
CÂU CHUYỆN LIÊN QUAN:
— Quân đội Hoa Kỳ muốn trình diễn các hệ thống năng lượng hạt nhân mới trong không gian vào năm 2027
— NASA, DARPA sẽ phóng tên lửa hạt nhân lên quỹ đạo vào đầu năm 2026
— Châu Âu muốn chế tạo tên lửa hạt nhân để thám hiểm không gian sâu
Thời gian vận chuyển nhanh hơn có thể giảm thiểu rủi ro cho các phi hành gia, vì các chuyến đi dài hơn đòi hỏi nhiều vật tư hơn và các hệ thống mạnh mẽ hơn để hỗ trợ các phi hành gia trong khi họ di chuyển đến đích. Ngoài ra còn có vấn đề về bức xạ; các phi hành gia ở trong không gian càng lâu thì họ càng phải chịu nhiều bức xạ vũ trụ. Thời gian bay ngắn hơn có thể giảm thiểu những rủi ro này, khiến khả năng đưa con người vào không gian sâu gần hơn với thực tế.
Vào năm 2023, NASA và Cơ quan các dự án nghiên cứu quốc phòng tiên tiến (DARPA) đã công bố rằng họ đang nghiên cứu một động cơ tên lửa nhiệt hạt nhân để NASA có thể đưa tàu vũ trụ có người lái lên sao Hỏa. Cơ quan này hy vọng có thể phóng thử nghiệm sớm nhất là vào năm 2027.
