NASA và Quân đội Mỹ có kế hoạch thử nghiệm động cơ tên lửa chạy bằng năng lượng hạt nhân trong không gian sớm nhất vào năm 2027, và qua đó nếu thành công sẽ cách mạng hóa việc du hành vũ trụ của con người trong những thập kỷ sắp tới. Hai cơ quan này sẽ làm việc cùng nhau với hệ thống đẩy nhiệt hạt nhân (nuclear thermal propulsion system), một công nghệ mà NASA muốn sử dụng để đưa người đến Sao Hỏa vào cuối những năm 2030. Nhưng nhiệm vụ thử nghiệm, được biết đến với tên gọi Chương trình DRACO (Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations), không có sự tham gia của các phi hành gia.
Những người ủng hộ việc sử dụng tên lửa hạt nhân từ lâu đã nêu bật những ưu điểm của nó: cho phép tàu vũ trụ đi xa hơn, mang được nhiều người và hàng hóa hơn, và sử dụng nhiên liệu hiệu quả hơn so với tên lửa sử dụng nhiên liệu hóa học hiện tại. Và gần đây, ý tưởng này một lần nữa được khơi dậy, với 110 triệu USD đã được cấp cho dự án này trong năm nay.
Tuy nhiên, không phải ai cũng biết đến công nghệ này và người ta e ngại rằng liệu dự án này sẽ làm dấy lên những mối lo về thảm họa hạt nhân. NASA và Quân đội Mỹ nói rằng loại tên lửa này an toàn đối với những người ở dưới đất, cũng như làm cho việc du hành vũ trụ an toàn hơn cho phi hành gia: những chuyến du hành nhanh hơn đồng nghĩa với việc họ sẽ ít bị phơi nhiễm từ các tia vũ trụ độc hại. Nhưng công chúng vẫn đặt câu hỏi là có phải các cơ quan này sẽ đặt một lò phản ứng hạt nhân ngay trên đầu của họ? Theo đó, một quan chức của Bộ Quốc phòng Mỹ trả lời rằng đúng là họ sẽ đặt nguyên liệu phóng xạ ở trong vũ trụ, nhưng họ cũng thiết kế toàn bộ quy trình để làm sao đảm bảo an toàn, và làm điều đó trong không gian thì an toàn hơn rất nhiều so với việc thực hiện ở trên Trái Đất.
Vậy tên lửa hạt nhân sẽ thay đổi du hành không gian như thế nào? Câu trả lời là nó giống như chuyển từ xe ngựa sang động cơ hơi nước hoặc chuyển từ điện thoại bàn sang điện thoại thông minh vậy. Vào thời điểm hiện tại, các kỹ sư dựa vào việc xoay quanh các hành tinh để tăng lực hấp dẫn, tạo thêm sức mạnh bổ sung cần thiết để đưa tàu vũ trụ vào sâu trong Hệ Mặt Trời. Nhưng năng lượng hạt nhân giúp các nhiệm vụ không gian được thực hiện ngay mà không cần phải đợi hàng năm để xác định thời điểm chính xác quỹ đạo của các hành tinh. Với hệ thống đẩy nhiệt hạt nhân này, đi tới Sao Hỏa chỉ mất khoảng 2 tháng thay vì 9 tháng như hiện tại. Tàu vũ trụ sẽ không phải mang quá nhiều hàng hóa lương thực nếu thời gian di chuyển được rút ngắn.
Những người ủng hộ việc sử dụng tên lửa hạt nhân từ lâu đã nêu bật những ưu điểm của nó: cho phép tàu vũ trụ đi xa hơn, mang được nhiều người và hàng hóa hơn, và sử dụng nhiên liệu hiệu quả hơn so với tên lửa sử dụng nhiên liệu hóa học hiện tại. Và gần đây, ý tưởng này một lần nữa được khơi dậy, với 110 triệu USD đã được cấp cho dự án này trong năm nay.
Tuy nhiên, không phải ai cũng biết đến công nghệ này và người ta e ngại rằng liệu dự án này sẽ làm dấy lên những mối lo về thảm họa hạt nhân. NASA và Quân đội Mỹ nói rằng loại tên lửa này an toàn đối với những người ở dưới đất, cũng như làm cho việc du hành vũ trụ an toàn hơn cho phi hành gia: những chuyến du hành nhanh hơn đồng nghĩa với việc họ sẽ ít bị phơi nhiễm từ các tia vũ trụ độc hại. Nhưng công chúng vẫn đặt câu hỏi là có phải các cơ quan này sẽ đặt một lò phản ứng hạt nhân ngay trên đầu của họ? Theo đó, một quan chức của Bộ Quốc phòng Mỹ trả lời rằng đúng là họ sẽ đặt nguyên liệu phóng xạ ở trong vũ trụ, nhưng họ cũng thiết kế toàn bộ quy trình để làm sao đảm bảo an toàn, và làm điều đó trong không gian thì an toàn hơn rất nhiều so với việc thực hiện ở trên Trái Đất.
Vậy tên lửa hạt nhân sẽ thay đổi du hành không gian như thế nào? Câu trả lời là nó giống như chuyển từ xe ngựa sang động cơ hơi nước hoặc chuyển từ điện thoại bàn sang điện thoại thông minh vậy. Vào thời điểm hiện tại, các kỹ sư dựa vào việc xoay quanh các hành tinh để tăng lực hấp dẫn, tạo thêm sức mạnh bổ sung cần thiết để đưa tàu vũ trụ vào sâu trong Hệ Mặt Trời. Nhưng năng lượng hạt nhân giúp các nhiệm vụ không gian được thực hiện ngay mà không cần phải đợi hàng năm để xác định thời điểm chính xác quỹ đạo của các hành tinh. Với hệ thống đẩy nhiệt hạt nhân này, đi tới Sao Hỏa chỉ mất khoảng 2 tháng thay vì 9 tháng như hiện tại. Tàu vũ trụ sẽ không phải mang quá nhiều hàng hóa lương thực nếu thời gian di chuyển được rút ngắn.
Quảng cáo
Các kỹ sư đang kiểm tra vòi phun lò phản ứng hạt nhân Kiwi (1964).
Lần cuối cùng Hoa Kỳ thử nghiệm động cơ tên lửa nhiệt hạt nhân cách đây đã hơn 50 năm. Vào thời điểm đó, Phòng thí nghiệm quốc gia Los Alamos hỗ trợ xây dựng tên lửa hạt nhân cho chương trình Rover của NASA. Dự án này kết thúc vào năm 1972 khi Tổng thống Richard Nixon cắt giảm hỗ trợ cho các chương trình Sao Hỏa và thay vào đó tập trung vào những nghiên cứu ở quỹ đạo thấp của Trái Đất.
Hệ thống đẩy nhiệt hạt nhân sẽ bơm hydro lỏng qua một lò phản ứng, ở đây các phân tử uranium sẽ phân tách và giải phóng nhiệt. Quá trình này, được gọi là phân hạch, sẽ chuyển đổi hydro thành khí và đẩy nó ra ngoài qua một vòi phun, tạo ra lực đẩy để đẩy tàu vũ trụ. Nguyên liệu quan trọng nhất trong quá trình này là một loại uranium mới, không được xem là loại uranium dùng để chế tạo vũ khí. Điều này cũng mở ra cánh cửa cho các công ty thương mại vũ trụ khi họ có thể tự chế tạo tên lửa hạt nhân của riêng mình nếu thử nghiệm của NASA thành công. Những loại uranium làm giàu thấp này cũng đặt ra một trong những thách thức lớn nhất cho NASA. Các loại vật liệu tiếp xúc trực tiếp với nhiên liệu lò phản ứng phải chịu được nhiệt độ hơn 2.500 độ C, khoảng một nửa nhiệt độ bề mặt Mặt Trời.
Ở khía cạnh an toàn, các kỹ sư nói rằng hệ thống hạt nhân này sẽ không được sử dụng ở bệ phóng. Đây cũng là điểm bị hiểu nhầm nhiều nhất về công nghệ này. Đầu tiên, nhiên liệu hóa học sẽ đưa tàu rời khỏi mặt đất. Khi đạt độ cao từ 640 - 2.000 km, cao hơn kha khá so với Trạm vũ trụ quốc tế ISS, động cơ hạt nhân sẽ được khởi động. Điều này đảm bảo rằng vật liệu không còn phóng xạ khi nó nhập lại vào khí quyển Trái Đất. Nếu không may tên lửa hóa học nổ tung và động cơ hạt nhân rơi xuống biển, phần cứng hạt nhân vẫn an toàn. Hệ thống tên lửa hạt nhân này không hoạt động cho đến khi nào nó đi vào đúng quỹ đạo trong không gian.
Có lẽ rủi ro lớn nhất đến từ việc thử nghiệm trên mặt đất trước khi phóng ra ngoài không gian. Các kỹ sư cần phải xây các cơ sở thử nghiệm khổng lồ, vốn chưa từng có, để thu khí thải. Xây mới hoặc cải tạo cơ sở vật chất hiện có thể tốn hàng tỷ đô-la.
Theo NASA, DARPA.
