Hình ảnh thiết kế minh họa tên lửa lực đẩy hạt nhân của NASA. Ảnh: NASA.
NASA đã chọn một thiết kế động cơ đẩy hạt nhân để đưa vào phát triển giai đoạn đầu theo chương trình Innovative Advanced Concept 2023 (NIAC). Đây là chương trình nhằm phát triển các công nghệ vũ trụ đột phá, gần như viễn tưởng so với ngày nay để phục vụ các sứ mệnh tương lai.
Nhà khoa học đằng sau đề xuất thiết kế, Giáo sư Ryan Gosse từ Đại học Florida, tin rằng tên lửa hạt nhân thế hệ mới sẽ giảm thời gian di chuyển tới Hỏa Tinh xuống chỉ còn 45 ngày, thay vì 6 tháng như hiện nay. Nếu công nghệ này trở thành hiện thực, hành trình đến Hỏa Tinh sẽ dễ dàng và an toàn hơn cho con người.
Thiết kế mới, "Lực đẩy nhiệt hạt nhân và điện hạt nhân", là một trong 14 đề xuất được NIAC lựa chọn để phát triển giai đoạn đầu. Gosse đã được NASA tài trợ để nghiên cứu các công nghệ cần thiết liên quan.
Từ lâu NASA đã nghiên cứu sử dụng động cơ đẩy hạt nhân cho tàu vũ trụ, theo Universe Today. Một thiết bị, Động cơ hạt nhân dành cho tên lửa (NERVA), đã được thử nghiệm thành công nhưng sau đó bị ngừng cấp vốn vào cùng thời điểm Kỷ nguyên Apollo kết thúc vào năm 1973.
Gần đây hơn, trong Dự án Prometheus vào đầu những năm 2000, NASA đã thử nghiệm các công nghệ động cơ đẩy hạt nhân. Không chỉ chính phủ, công ty tư nhân Ad Astra, do cựu phi hành gia NASA Franklin R. Chang Díaz điều hành, cũng đã hoàn thành thử nghiệm độ bền đối với tên lửa hạt nhân Vasimr VX-200SS vào năm 2021.
Thiết kế tên lửa hạt nhân của Ad Astra. Ảnh: Ad Astra.
Ad Astra tuyên bố công nghệ tên lửa hạt nhân của họ có thể đưa con người lên Hỏa tinh với tốc độ gần 200.000 km/giờ.
Trong dự án mới, NASA và NIAC tận dụng 2 trong số các nguyên lý chính đằng sau lực đẩy hạt nhân. Lực đẩy nhiệt hạt nhân (NTP) sử dụng một lò phản ứng hạt nhân để làm nóng nguyên liệu hydro lỏng, biến nó thành plasma để tạo ra lực đẩy.
Trong khi đó, Lực đẩy điện hạt nhân (NEP) sử dụng lò phản ứng hạt nhân để cung cấp năng lượng cho động cơ đẩy, động cơ đẩy tạo ra một trường điện từ làm ion hóa và tăng tốc khí trơ để tạo ra lực đẩy.
Sử dụng các công nghệ hiện có, một chuyến đi có người lái tới Hỏa Tinh sẽ mất 6-9 tháng. Nhiệm vụ dài ngày khiến các phi hành gia tiếp xúc với mức độ phóng xạ cao có thể gây chết người. Tiếp xúc vi trọng lực trong thời gian dài như vậy cũng có tác động tiêu cực đối với sức khỏe.
Với tên lửa nhanh hơn, Gosse cho biết thời gian di chuyển mỗi chiều sẽ rút ngắn xuống khoảng 45 ngày, và thời lượng nhiệm vụ Hỏa Tinh sẽ chỉ là vài tháng tháng thay vì nhiều năm.
Các đề xuất thiết kế khác được NIAC và NASA tài trợ bao gồm máy bay TitanAir có thể thu thập mẫu mặt trăng Thổ Tinh và thiết bị cung cấp oxy có thể phục vụ các nhiệm vụ Artemis sắp tới của cơ quan. NASA cho biết đây có thể là những công nghệ thay đổi thiên văn học, khoa học Trái đất và khám phá không gian.
