Có rất nhiều cách để du hành vũ trụ, thế nhưng hầu hết đều khá tốn thời gian. Kể cả khi một tàu không gian đã được tối ưu hóa tiến độ khởi hành, phải mất đến 6 tháng để cất cánh từ trạm không gian và đáp xuống quỹ đạo của sao Hỏa. Đó là lý do khiến quân đội Mỹ tìm đến phương án sử dụng nhiệt hạt nhân để làm động cơ đẩy cho các tàu vũ trụ.
Hàng thế kỷ qua, các nhà khoa học chuyên nghiên cứu tên lửa vẫn không ngừng nghiên cứu, phát triển để ứng dụng lò phản ứng hạt nhân vào động cơ đẩy cho tên lửa; đây được coi là cách tiết kiệm thời gian để ta có thể đến được sao Hỏa và các hành tinh khác trong Hệ Mặt Trời.
Wernher von Braun, người đã phát hiện ra tiềm năng của năng lượng hạt nhân trước cả khi chiếc Saturn V của ông đưa con người lên Mặt Trăng. Ông cũng đã phát triển ý tưởng này thành một dự án với tên gọi NERVA, tuy nhiên nó đã bị bỏ xó do ông phải chi trả cho việc phát triển một dự án tàu con thoi khác . Thế nhưng, NASA đã tiếp tục hỗ trợ để phát triển ý tưởng này. Kế hoạch cơ bản khá đơn giản: một lò phản ứng hạt nhân nhiệt hóa nhiên liệu đẩy, ví dụ như hidro lỏng, được khuếch tán thông qua hệ thống kết nối với tên lửa và cung cấp lực đẩy. Mặc dù chưa có hệ thống tên lửa nào chính thức được sử dụng công nghệ này, NASA hiện đang có kế hoạch sử dụng chúng để phát triển những dự án khác.
Cho tới nay, Bộ Quốc phòng Mỹ vẫn đang nghiên cứu các kế hoạch để phát triển động cơ đẩy. Tháng trước, DARPA cũng đã thông báo ý định đưa vào hoạt động một hệ thống động cơ đẩy chạy bằng nhiệt hạt nhân vào năm 2025. Thông qua chương trình DRACO (Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations), cơ quan quốc phòng đã tìm ra công nghệ cho phép dễ dàng điều khiển các tàu không gian ở quỹ đạo Trái Đất, quỹ đạo Mặt Trăng và bất cứ vị trí nào ở giữa khoảng không này.
Hàng thế kỷ qua, các nhà khoa học chuyên nghiên cứu tên lửa vẫn không ngừng nghiên cứu, phát triển để ứng dụng lò phản ứng hạt nhân vào động cơ đẩy cho tên lửa; đây được coi là cách tiết kiệm thời gian để ta có thể đến được sao Hỏa và các hành tinh khác trong Hệ Mặt Trời.
Wernher von Braun, người đã phát hiện ra tiềm năng của năng lượng hạt nhân trước cả khi chiếc Saturn V của ông đưa con người lên Mặt Trăng. Ông cũng đã phát triển ý tưởng này thành một dự án với tên gọi NERVA, tuy nhiên nó đã bị bỏ xó do ông phải chi trả cho việc phát triển một dự án tàu con thoi khác . Thế nhưng, NASA đã tiếp tục hỗ trợ để phát triển ý tưởng này. Kế hoạch cơ bản khá đơn giản: một lò phản ứng hạt nhân nhiệt hóa nhiên liệu đẩy, ví dụ như hidro lỏng, được khuếch tán thông qua hệ thống kết nối với tên lửa và cung cấp lực đẩy. Mặc dù chưa có hệ thống tên lửa nào chính thức được sử dụng công nghệ này, NASA hiện đang có kế hoạch sử dụng chúng để phát triển những dự án khác.
Cơ quan Chỉ đạo các Dự án Nghiên cứu Quốc phòng Tiên tiến (DARPA)
Cho tới nay, Bộ Quốc phòng Mỹ vẫn đang nghiên cứu các kế hoạch để phát triển động cơ đẩy. Tháng trước, DARPA cũng đã thông báo ý định đưa vào hoạt động một hệ thống động cơ đẩy chạy bằng nhiệt hạt nhân vào năm 2025. Thông qua chương trình DRACO (Demonstration Rocket for Agile Cislunar Operations), cơ quan quốc phòng đã tìm ra công nghệ cho phép dễ dàng điều khiển các tàu không gian ở quỹ đạo Trái Đất, quỹ đạo Mặt Trăng và bất cứ vị trí nào ở giữa khoảng không này.
Giám đốc điều hành chương trình DRACO cho biết, trong tương lai, các hoạt động nghiên cứu ở khoảng không gian giữa Trái Đất và Mặt Trăng sẽ được phát triển đáng kể. Phương tiện đẩy nhiệt hạt nhân sẽ là công cụ giúp Bộ Quốc phòng Mỹ duy trì nhận thức về Miền không gian cũng như đẩy mạnh các hoạt động phát triển trong lĩnh vực không gian.
Trong giai đoạn 1, DARPA đã đòi hỏi một thiết kế lò phản ứng nhiệt hạt nhân cũng như tàu vũ trụ nhiệt hạt nhân để đáp ứng cho dự án này. Giai đoạn đầu của chương trình kéo dài suốt 18 tháng. Cái giai đoạn tiếp theo lần lượt là thiết kế chi tiết, chế tạo, thử nghiệm trên mặt đất và cuối cùng là thử nghiệm trong không gian.
Với chương trình DRACO, nó cung cấp cho Bộ Quốc Phòng Mỹ khả năng di chuyển các vệ tinh lớn một cách nhanh chóng xung quanh không gian cisluar. Ví dụ, lúc trước, việc di chuyển một vệ tinh khoảng 4 tấn từ vị trí A đến vị trí B có thể mất khoảng sáu tháng nếu dùng động cơ điện mặt trời, trong khi chỉ mất vài giờ để di chuyển nếu dùng lực đẩy nhiệt hạt nhân.
Tuy nhiên, để sử dụng được công nghệ này trên sao Hoả, đòi hỏi NASA phải nâng cấp hệ thống mới có lực đẩy mạnh hơn đồng nghĩa với chi phí cũng sẽ cao hơn. Nhưng DARPA lại chứng minh được hoạt động của động cơ hạt nhân trong không gian, sẽ mang lại nhiều lợi ích cho NASA. Vì Bộ Quốc Phòng Mỹ khá quan tâm đến không gian cislunar, nên nếu thử nghiệm của DRACO thành công thì nó sẽ là một bước tiến quan trọng trong việc khám phá không gian của nhân loại.
Hội tụ công nghệ
Chủ tịch của các chương trình tiên tiến của BWX Technologies, Jonathan Cirtain cho biết, quyết định này của DARPA nhằm thúc đẩy phát triển lực đẩy nhiệt hạt nhân được đưa ra khi các công nghệ quan trọng đang phát triển. Công ty của Cirtain là một công ty sản xuất hầu hết các lò phản ứng hạt sử dụng trên các tàu ngầm và tàu sân bay của Hải quân Hoa Kỳ. Và giờ đây, Cirtain cũng sẽ tiếp tục hợp tác với NASA trong việc thiết kế lò phản ứng để thực hiện các nhiệm vụ trên sao Hỏa.
Hơn nữa, Cirtain cũng chịu trách nhiệm trong việc cải tiến trong khả năng sản xuất kim loại chịu lửa và khả năng chống nóng đặc biệt để giúp tàu vận hành hiệu quả hơn. Bên cạnh đó, Cirtain cho biết, mỗi động cơ đều có khả năng chịu được sự thay đổi nhiệt độ và chịu được áp suất lớn dù chỉ có chiều dài hai mét. Nhiên liệu hydro được lưu trữ ở mức 19 Kelvin và được làm nóng đến 2.500 Kelvin hoặc cao hơn.
Đồng thời, các kỹ sư thiết kế lõi lò phản ứng hạt nhân cũng có quyền truy cập vào hệ thống tính toán cho phép họ lặp lại các thiết kế mới, tính toán các biến như thông lượng neutron và động lực học chất lỏng nhanh chóng. Vì vậy, giờ đây, chỉ cần một siêu máy tính, các kỹ sư có thể dễ dàng sử dụng các phép toán để tính toán thời gian hằng ngày tới hằng năm và tìm ra các giải pháp thiết kế nhanh hơn nhiều so với trước đây. Và cuối cùng, sau một thời gian dài thử nghiệm, DARPA cũng đã quyết định tận dụng các công nghệ này cho tàu vũ trụ cũng như lĩnh vực không gian.
Quảng cáo
