Trong hơn 40 năm nhân loại chinh phục không gian, có rất nhiều điều đã thay đổi. Nhưng có một thứ thay đổi rất ít, đó là cách đưa con người và các phương tiện lên vũ trụ.

(TT&VH) - Nếu sử dụng tên lửa truyền thống thì con người đi tới Sao Hỏa với tốc độ nhanh nhất cũng phải mất đến 6 tháng. Tuy nhiên, một loại tên lửa đẩy vừa được thử thành công hồi tuần trước có thể giảm thời gian hành trình xuống còn 39 ngày. Franklin Chang-Diaz, người thai nghén ý tưởng tên lửa VASIMR Cho dù nhiều loại nhiên liệu và động cơ đẩy mới đã ra đời, loài người vẫn sử dụng tên lửa hóa học truyền thống. Tuy nhiên, Cơ quan Hàng không - Vũ trụ Mỹ (NASA) và một loạt công ty tư nhân đang tìm cách thay đổi việc này. Ứng cử viên sáng giá nhất có thể kể tới hiện nay là tên lửa đẩy ion hóa VASIMR. Quả tên lửa nói trên do Công ty tên lửa Ad Astra chế tạo và thử nghiệm. Tuần trước, lần đầu tiên loại tên lửa này đã đạt công suất 201kW, vượt ngưỡng 200kW. “Đây có thể xem là loại tên lửa đẩy ion hóa mạnh nhất thế giới hiện hay” - Franklin Chang-Diaz, cựu phi hành gia NASA và là Giám đốc điều hành Ad Astra, tuyên bố. Nguyên tắc hoạt động của VASIMR là dùng sóng vô tuyến để đun nóng các khí như hydro, argon và neon, tạo thành plasma nóng. Các plasma này sau đó được tăng tốc và dồn ra ngoài qua các vòi từ tính (vòi do từ trường tạo thành), tạo lực đẩy đưa tên lửa bay lên. Do không có hoạt động đốt nhiên liệu, VASIMR hoạt động hiệu quả và tiết kiệm năng lượng hơn các tên lửa hóa học thông thường nhiều lần. Tuy nhiên, hiện nay nó mới chỉ tạo được lực đẩy rất yếu so với tên lửa sử dụng nguyên liệu truyền thống. Vì thế VASIMR chưa thể tự thoát ra khỏi lực hấp dẫn của Trái Đất. Ngoài ra, động cơ đẩy ion hóa chỉ làm việc trong môi trường chân không nên chúng gần như không thể hoạt động ở Trái Đất. Thử nghiệm động cơ VASIMR tại Ad Astra Tuy nhiên khi đã vào vũ trụ, động cơ VASIMR có thể tạo ra lực đẩy liên tục kéo dài nhiều năm, giống như gió đẩy thuyền ra khơi vậy, dần dần khiến tên lửa plasma đi nhanh hơn các tên lửa truyền thống. Các nhà nghiên cứu cho rằng động cơ plasma sẽ tạo ra tốc độ nhanh gấp 10 lần động cơ thông thường. Do khả năng tạo được tốc độ cao, động cơ đẩy ion hóa cũng khiến hành trình thám hiểm vũ trụ tốn ít nhiên liệu hơn. Hiện nay tàu thăm dò Dawn đang trên đường tới các thiên thạch Ceres và Vesta cũng sử dụng động cơ đẩy ion hóa. Động cơ này sẽ cho phép Dawn đi vòng quanh quỹ đạo Vesta rồi rời khỏi đó để tiến tới Ceres. Không một động cơ tên lửa hóa học truyền thống nào có thể làm được điều đặc biệt này. Ngoài ra, tên lửa ion hóa cũng đóng vai trò vận chuyển hàng tốt hơn. Động cơ của Dawn hiện có lực đẩy khoảng 90mNewton. Động cơ VASIMR mới chỉ tạo ra lực đẩy khoảng 4 Newton. Một động cơ tên lửa hóa học truyền thống có lực đẩy tới gần 1.000 Newton và một quả tên lửa đẩy nhiều tầng như Saturn IB thì chỉ riêng tầng 1 đã được trang bị tới 8 động cơ. Tuy nhiên, các động cơ truyền thống không thể hoạt động với thời gian cực dài và liên tục như tên lửa VASIMR. Vì thế, khi phải chuyển một lượng hàng lớn đi trên quãng đường dài thì tên lửa truyền thống sẽ thua VASIMR. Mô hình tàu vũ trụ trang bị động cơ VASIMR Theo Chang-Diaz, không giống các tên lửa đẩy ion hóa thông thường, VASIMR có hai đặc điểm khác biệt quan trọng. Thứ nhất, nó được thiết kế để tối ưu hóa động cơ, qua đó giúp giảm thời gian đi lại giữa các điểm ngoài không gian ở mức tối đa trong khi mang hàng hóa nhiều nhất và tiêu thụ cùng một lượng nhiên liệu cố định. Thứ hai, VASIMR cũng được nghiên cứu để kéo dài tuổi thọ của động cơ và giúp tạo ra nguồn năng lượng tập trung cao hơn các mẫu khác. Chang-Diaz cho biết để thực hiện chuyến đi mất 39 ngày tới Sao Hỏa, người ta sẽ cần động cơ ion VASIMR mạnh từ 10- 20 MW kết hợp với một máy phát điện nguyên tử. “Năng lượng nguyên tử rõ ràng là một yêu cầu bắt buộc nếu chúng ta tính chuyện đi tới Sao Hỏa” - ông nói. Động cơ VASIMR sẽ hoạt động theo nguyên tắc đẩy liên tục ở nửa chặng đầu của chuyến bay rồi giảm tốc liên tục trong nửa còn lại. Việc giảm thời gian đi lại sẽ giúp các nhà du hành ít phải tiếp xúc với những tia vũ trụ độc hại và môi trường vi trọng lực, vốn là các chướng ngại rất lớn trong sứ mạng chinh phục Sao Hỏa. Chang-Diaz đã nghiên cứu VASIMR từ năm 1979, trước khi thành lập Ad Astra vào năm 2005 để tiếp tục phát triển dự án của ông. Năm 2008, công ty của Chang-Diaz đã thông qua một thỏa thuận với NASA để thử nghiệm động cơ VASIMR mạnh 200kW trên Trạm vũ trụ quốc tế (ISS) năm 2013. Các thử nghiệm trên ISS sẽ giúp đưa trạm vũ trụ này lên quỹ đạo cao hơn do độ cao của nó hiện vẫn giảm dần theo từng năm. Lâu nay, việc chuyển ISS lên độ cao lớn hơn vẫn do các tàu vũ trụ với động cơ đẩy thông thường thực hiện. Hoạt động này tiêu tốn khoảng 7,5 tấn nhiên liệu mỗi năm. Thông qua việc sử dụng tên lửa plasma, Chang-Diaz dự đoán sẽ giảm lượng nhiên liệu cần dùng để đẩy trạm ISS lên quỹ đạo cao hơn xuống còn 0,3 tấn mỗi năm, giúp NASA tiết kiệm hàng triệu USD. Tường Linh (TT&VH) - Nếu sử dụng tên lửa truyền thống thì con người đi tới Sao Hỏa với tốc độ nhanh nhất cũng phải mất đến 6 tháng. Tuy nhiên, một loại tên lửa đẩy vừa được thử thành công hồi tuần trước có thể giảm thời gian hành trình xuống còn 39 ngày. Franklin Chang-Diaz, người thai nghén ý tưởng tên lửa VASIMR Trong hơn 40 năm nhân loại chinh phục không gian, có rất nhiều điều đã thay đổi. Nhưng có một thứ thay đổi rất ít, đó là cách đưa con người và các phương tiện lên vũ trụ. Cho dù nhiều loại nhiên liệu và động cơ đẩy mới đã ra đời, loài người vẫn sử dụng tên lửa hóa học truyền thống. Tuy nhiên, Cơ quan Hàng không - Vũ trụ Mỹ (NASA) và một loạt công ty tư nhân đang tìm cách thay đổi việc này. Ứng cử viên sáng giá nhất có thể kể tới hiện nay là tên lửa đẩy ion hóa VASIMR. Franklin Chang-Diaz, người thai nghén ý tưởng tên lửa VASIMR Quả tên lửa nói trên do Công ty tên lửa Ad Astra chế tạo và thử nghiệm. Tuần trước, lần đầu tiên loại tên lửa này đã đạt công suất 201kW, vượt ngưỡng 200kW. “Đây có thể xem là loại tên lửa đẩy ion hóa mạnh nhất thế giới hiện hay” - Franklin Chang-Diaz, cựu phi hành gia NASA và là Giám đốc điều hành Ad Astra, tuyên bố. Nguyên tắc hoạt động của VASIMR là dùng sóng vô tuyến để đun nóng các khí như hydro, argon và neon, tạo thành plasma nóng. Các plasma này sau đó được tăng tốc và dồn ra ngoài qua các vòi từ tính (vòi do từ trường tạo thành), tạo lực đẩy đưa tên lửa bay lên. Do không có hoạt động đốt nhiên liệu, VASIMR hoạt động hiệu quả và tiết kiệm năng lượng hơn các tên lửa hóa học thông thường nhiều lần. Tuy nhiên, hiện nay nó mới chỉ tạo được lực đẩy rất yếu so với tên lửa sử dụng nguyên liệu truyền thống. Vì thế VASIMR chưa thể tự thoát ra khỏi lực hấp dẫn của Trái Đất. Ngoài ra, động cơ đẩy ion hóa chỉ làm việc trong môi trường chân không nên chúng gần như không thể hoạt động ở Trái Đất. Thử nghiệm động cơ VASIMR tại Ad Astra Tuy nhiên khi đã vào vũ trụ, động cơ VASIMR có thể tạo ra lực đẩy liên tục kéo dài nhiều năm, giống như gió đẩy thuyền ra khơi vậy, dần dần khiến tên lửa plasma đi nhanh hơn các tên lửa truyền thống. Các nhà nghiên cứu cho rằng động cơ plasma sẽ tạo ra tốc độ nhanh gấp 10 lần động cơ thông thường. Do khả năng tạo được tốc độ cao, động cơ đẩy ion hóa cũng khiến hành trình thám hiểm vũ trụ tốn ít nhiên liệu hơn. Hiện nay tàu thăm dò Dawn đang trên đường tới các thiên thạch Ceres và Vesta cũng sử dụng động cơ đẩy ion hóa. Động cơ này sẽ cho phép Dawn đi vòng quanh quỹ đạo Vesta rồi rời khỏi đó để tiến tới Ceres. Không một động cơ tên lửa hóa học truyền thống nào có thể làm được điều đặc biệt này. Ngoài ra, tên lửa ion hóa cũng đóng vai trò vận chuyển hàng tốt hơn. Động cơ của Dawn hiện có lực đẩy khoảng 90mNewton. Động cơ VASIMR mới chỉ tạo ra lực đẩy khoảng 4 Newton. Một động cơ tên lửa hóa học truyền thống có lực đẩy tới gần 1.000 Newton và một quả tên lửa đẩy nhiều tầng như Saturn IB thì chỉ riêng tầng 1 đã được trang bị tới 8 động cơ. Tuy nhiên, các động cơ truyền thống không thể hoạt động với thời gian cực dài và liên tục như tên lửa VASIMR. Vì thế, khi phải chuyển một lượng hàng lớn đi trên quãng đường dài thì tên lửa truyền thống sẽ thua VASIMR. Mô hình tàu vũ trụ trang bị động cơ VASIMR Theo Chang-Diaz, không giống các tên lửa đẩy ion hóa thông thường, VASIMR có hai đặc điểm khác biệt quan trọng. Thứ nhất, nó được thiết kế để tối ưu hóa động cơ, qua đó giúp giảm thời gian đi lại giữa các điểm ngoài không gian ở mức tối đa trong khi mang hàng hóa nhiều nhất và tiêu thụ cùng một lượng nhiên liệu cố định. Thứ hai, VASIMR cũng được nghiên cứu để kéo dài tuổi thọ của động cơ và giúp tạo ra nguồn năng lượng tập trung cao hơn các mẫu khác. Chang-Diaz cho biết để thực hiện chuyến đi mất 39 ngày tới Sao Hỏa, người ta sẽ cần động cơ ion VASIMR mạnh từ 10- 20 MW kết hợp với một máy phát điện nguyên tử. “Năng lượng nguyên tử rõ ràng là một yêu cầu bắt buộc nếu chúng ta tính chuyện đi tới Sao Hỏa” - ông nói. Động cơ VASIMR sẽ hoạt động theo nguyên tắc đẩy liên tục ở nửa chặng đầu của chuyến bay rồi giảm tốc liên tục trong nửa còn lại. Việc giảm thời gian đi lại sẽ giúp các nhà du hành ít phải tiếp xúc với những tia vũ trụ độc hại và môi trường vi trọng lực, vốn là các chướng ngại rất lớn trong sứ mạng chinh phục Sao Hỏa. Chang-Diaz đã nghiên cứu VASIMR từ năm 1979, trước khi thành lập Ad Astra vào năm 2005 để tiếp tục phát triển dự án của ông. Năm 2008, công ty của Chang-Diaz đã thông qua một thỏa thuận với NASA để thử nghiệm động cơ VASIMR mạnh 200kW trên Trạm vũ trụ quốc tế (ISS) năm 2013. Các thử nghiệm trên ISS sẽ giúp đưa trạm vũ trụ này lên quỹ đạo cao hơn do độ cao của nó hiện vẫn giảm dần theo từng năm. Lâu nay, việc chuyển ISS lên độ cao lớn hơn vẫn do các tàu vũ trụ với động cơ đẩy thông thường thực hiện. Hoạt động này tiêu tốn khoảng 7,5 tấn nhiên liệu mỗi năm. Thông qua việc sử dụng tên lửa plasma, Chang-Diaz dự đoán sẽ giảm lượng nhiên liệu cần dùng để đẩy trạm ISS lên quỹ đạo cao hơn xuống còn 0,3 tấn mỗi năm, giúp NASA tiết kiệm hàng triệu USD. Tường Linh