Các kỹ sư NASA đã thử nghiệm thành công một hệ thống đẩy điện thế hệ mới sử dụng plasma lithium, đạt mức công suất kỷ lục 120 kilowatt tại Mỹ, một bước tiến được đánh giá có thể thay đổi tương lai công nghệ đẩy tàu vũ trụ.
Theo NASA, mức công suất này cao gấp khoảng 25 lần so với hệ thống đẩy điện trên tàu Psyche – hiện là tàu sử dụng động cơ điện mạnh nhất từng được chế tạo và đang trên đường tới tiểu hành tinh 16 Psyche nằm trong vành đai tiểu hành tinh chính giữa Sao Hỏa và Sao Mộc.
Hệ thống đẩy mới sử dụng hơi kim loại lithium làm nhiên liệu, cho phép tiết kiệm tới 90% nhiên liệu so với tên lửa hóa học truyền thống, đồng thời đạt vận tốc rất cao nhờ gia tốc liên tục trong thời gian dài.
“Sau nhiều năm thiết kế và chế tạo, đây là cột mốc lớn khi chúng tôi không chỉ chứng minh động cơ hoạt động, mà còn đạt mức công suất mục tiêu,” ông James Polk, nhà khoa học cấp cao tại Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực (JPL) của NASA, cho biết. “Chúng tôi cũng đã có nền tảng thử nghiệm tốt để tiếp tục mở rộng quy mô.”
Dù đạt kỷ lục mới, mức 120 kilowatt vẫn còn cách xa yêu cầu cho các sứ mệnh có người lái lên sao Hỏa trong tương lai. NASA ước tính một chuyến bay như vậy sẽ cần tổng công suất từ 2 đến 4 megawatt, với nhiều động cơ hoạt động liên tục trong hơn 23.000 giờ (2,6 năm).
Trong các thử nghiệm, động cơ đã chịu được nhiệt độ vượt 2.800 độ C – điều kiện cần thiết để vận hành trong thời gian dài.
NASA cho biết các hệ thống đẩy điện hoạt động bằng cách tăng tốc dần dần nhưng liên tục, cho phép tàu đạt tốc độ rất cao theo thời gian. Tàu Psyche hiện di chuyển với tốc độ khoảng 135.000 km/h và dự kiến đạt 200.000 km/h ở giai đoạn cuối hành trình.
Một sứ mệnh có người lái lên sao Hỏa hiện được ước tính kéo dài khoảng 2,6 năm, bao gồm 6-9 tháng bay tới sao Hỏa, khoảng 18 tháng chờ trên bề mặt hành tinh đỏ để mở cửa sổ phóng trở lại, và thêm 6-9 tháng quay về Trái Đất.
Cửa sổ phóng giữa Trái Đất và sao Hỏa chỉ mở khoảng hai năm một lần do đặc điểm quỹ đạo của hai hành tinh. Tuy nhiên, NASA cho rằng việc giảm đáng kể nhu cầu nhiên liệu nhờ động cơ điện có thể giúp thay đổi đáng kể thời gian và cấu trúc của các sứ mệnh trong tương lai.
Minh họa một động cơ đẩy điện có thể được sử dụng cho các sứ mệnh đưa con người lên sao Hỏa trong tương lai. Ảnh: NASA
