Kỷ nguyên tên lửa hóa học sắp kết thúc, nhường chỗ cho công nghệ đẩy plasma đột phá
Trong bối cảnh ngành du hành vũ trụ đang trải qua một cuộc cách mạng công nghệ, tập đoàn năng lượng hạt nhân nhà nước Nga Rosatom vừa chính thức công bố nguyên mẫu động cơ magnetoplasma tiên tiến. Động cơ này hứa hẹn sẽ đưa con người tới Hành tinh Đỏ chỉ trong vòng một tháng, thay vì hành trình kéo dài 8 tháng như với công nghệ hóa học truyền thống.
Bước nhảy vọt về tốc độ và hiệu suất từ nguyên lý ion hóa
Từ những ngày đầu của lịch sử khám phá không gian, tên lửa hóa học luôn đóng vai trò chủ đạo. Tuy nhiên, các quốc gia hàng đầu hiện nay đang khao khát mở ra một chương mới mang tên: đẩy bằng plasma. Khác với những mẫu tiền nhiệm, thế hệ tên lửa này không chỉ hiệu quả, mạnh mẽ mà còn sở hữu tốc độ vượt trội đáng kinh ngạc.
Nguyên lý cốt lõi của động cơ magnetoplasma (hay còn gọi là tên lửa plasma từ tính) là tạo ra lực đẩy bằng cách ion hóa chất đẩy và gia tốc các hạt này thông qua một từ trường cực mạnh. Cụ thể, thiết bị này hoạt động như một loại động cơ điện với hai điện cực; khi các hạt tích điện đi qua và điện áp cao được đặt vào, dòng điện sẽ tạo ra từ trường đẩy các hạt ra khỏi động cơ với vận tốc cực lớn.
Theo báo cáo từ tờ Izvestia, hệ thống của Nga có khả năng gia tốc các hạt electron và proton lên tới 100 km/s. Với lực đẩy khoảng 6N, công nghệ này không chỉ phục vụ các chuyến bay liên hành tinh mà còn mở ra cơ hội tiến ra ngoài hệ mặt trời, mở rộng tầm nhìn của nhân loại.
Cuộc đua khốc liệt giữa các cường quốc vũ trụ
Trước khi Nga công bố bước tiến mới, NASA đã đầu tư mạnh mẽ vào các dự án như Tên lửa Plasma Xung (PPR) và Tên lửa Magnetoplasma Xung Lực Biến đổi (VASIMR) của Công ty Ad Astra. Hiện nay, với công nghệ hóa học, một chuyến đi đến Sao Hỏa mất trung bình 8 tháng (vào thời điểm hai hành tinh gần nhau nhất). Các khái niệm của NASA kỳ vọng rút ngắn con số này xuống còn 45 đến 60 ngày — một bước tiến được ví như sự chuyển mình từ tàu thủy sang máy bay phản lực.
Tuy nhiên, nguyên mẫu từ Viện Troitsk thuộc Rosatom (Moscow) còn đưa ra một con số gây sốc hơn: chỉ 30 ngày. Ra mắt vào tháng 2/2025, máy gia tốc này đạt công suất 300kW ở chế độ xung định kỳ. Rosatom khẳng định đây là sức mạnh "vô song", bởi theo Indian Defence Review, tốc độ của các loại động cơ tương tự trên thế giới thường chỉ đạt ngưỡng 30-50 km/s.
Không đứng ngoài cuộc, Trung Quốc cũng tuyên bố đang phát triển "động cơ đẩy plasma từ tính lực đẩy cao" tại Viện Đẩy Hàng không Vũ trụ Tây An. Thậm chí, Đại học Vũ Hán còn đang nghiên cứu ứng dụng công nghệ này cho động cơ máy bay, cho thấy tiềm năng rộng lớn của plasma trong nhiều lĩnh vực.
Giải quyết bài toán an toàn cho phi hành gia và thách thức thực tế
Việc rút ngắn thời gian bay không chỉ là vấn đề tốc độ mà còn là bài toán sống còn. Ông Alexey Voronov, Phó Tổng giám đốc khoa học của Viện Nghiên cứu Rosatom, nhấn mạnh: "Chuyến bay kéo dài gần một năm bằng động cơ thông thường khiến phi hành gia đối mặt với nguy cơ cực lớn từ bức xạ vũ trụ. Rút ngắn hành trình xuống 30-60 ngày sẽ hiện thực hóa việc đưa con người lên Sao Hỏa và trở về an toàn."
Để hiện thực hóa mục tiêu này, các nhà khoa học Nga đang lắp ráp một bệ thử nghiệm khổng lồ với buồng chân không dài 14 mét, đường kính 4 mét nhằm mô phỏng điều kiện không gian khắc nghiệt. Việc chế tạo nguyên mẫu là giai đoạn then chốt để đánh giá tính khả thi khi lắp đặt trên tàu vũ trụ và dự toán chi phí sản xuất.
Mặc dù đặt mục tiêu hoàn thiện phiên bản sẵn sàng bay vào năm 2030, tham vọng của Nga vẫn vấp phải nhiều hoài nghi. Ngành công nghiệp vũ trụ nước này đang đối mặt với giai đoạn khó khăn. Chính Igor Maltsev, người đứng đầu RSC Energia, đã từng thẳng thắn cảnh báo vào mùa hè năm 2025 rằng ngành cần "ngừng tự lừa dối mình về thực trạng khó khăn hiện tại".
Cần lưu ý rằng, để đến Sao Hỏa (cách khoảng 140 triệu dặm) trong 30 ngày, tàu vũ trụ cần duy trì vận tốc trung bình 195.000 dặm/giờ. Trong khi các phương pháp truyền thống vẫn sẽ được dùng để phóng tàu lên quỹ đạo, động cơ plasma sẽ đảm nhận vai trò "tăng tốc" trong không gian sâu.
Giấc mơ và thực tại: Tương lai của du hành liên hành tinh
Dù tham vọng của Nga có thể trở thành một cột mốc lịch sử hay chỉ là một dự án "ảo" trên giấy, thì rõ ràng chương mới của lịch sử du hành vũ trụ với động cơ plasma là một thực tế không thể đảo ngược. Nơi Mỹ, Nga, Trung Quốc và Châu Âu đều đang dốc sức chạy đua để chạm tay vào Hành tinh Đỏ, công nghệ này hứa hẹn sẽ định hình lại cách chúng ta khám phá vũ trụ trong những thập kỷ tới.
