Bước đột phá trong lĩnh vực động cơ tên lửa plasma

Bộ phận báo chí thuộc Tập đoàn hạt nhân quốc doanh Rosatom của Nga ngày 3/4 ra thông cáo cho biết, các nhà khoa học của Rosatom đã tạo ra máy gia tốc plasma – “trái tim” của nguyên mẫu động cơ tên lửa plasma phục vụ các sứ mệnh liên hành tinh, qua đó sẽ cho phép Nga đạt đến tầm cao mới về khám phá vũ trụ.

Thông cáo xác nhận: “Máy gia tốc plasma có từ trường bên ngoài đã được chế tạo cho nguyên mẫu động cơ tên lửa plasma sở hữu thông số lực đẩy cao hơn (ít nhất là 6 N) và xung lượng riêng (ít nhất là 100 km/s). Công suất trung bình của động cơ như vậy hoạt động trong điều kiện chế độ xung định kỳ có thể đạt tới 300 kW”.

Thông cáo đánh giá kết quả tạo ra động cơ tên lửa plasma “có công suất vài trăm kW trong tương lai sẽ cho phép Nga giành được vị trí dẫn đầu về công nghệ trong lĩnh vực này và vươn lên tầm cao mới” trong các hoạt động khám phá vũ trụ, “thực hiện các chuyến bay liên hành tinh cũng như trao đổi hàng hóa thường xuyên giữa Trái đất và mặt trăng”.

Tên lửa đẩy sử dụng năng lượng từ phản ứng hóa học đốt nhiên liệu để cung cấp nhiệt, sau đó đẩy không khí ra phía sau động cơ. Một quả tên lửa chuyển động không cần dựa vào thứ gì đẩy vào hay kéo lên mà bằng cách đẩy toàn bộ khối kết cấu theo hướng ngược lại.

Có rất nhiều loại tên lửa đẩy khác nhau, loại thường thấy nhất và được biết đến rộng rãi nhất là tên lửa đẩy sử dụng chất đốt hóa học để tạo phản ứng đốt cháy trong ống xả, buộc khối nhiên liệu bị đẩy xuống và khiến tên lửa bay lên. Những chiếc tàu con thoi của NASA đều sử dụng tên lửa đẩy với hệ thống đốt cháy hóa học này.

Ngoài ra còn có tên lửa nhiệt hạt nhân và tên lửa chạy điện. Trong đó, tên lửa nhiệt hạt nhân sử dụng nhiệt từ phản ứng phân hạch hạt nhân, tác động vào nhiên liệu và tạo nên lực đẩy. Lên lửa điện sử dụng năng lượng điện để tác động vào nhiên liệu đốt, đẩy chúng ra khỏi đuôi tên lửa và tạo lực đẩy.

Mặc dù tên lửa điện có tốc độ xả nhiên liệu đốt mạnh hơn nhiều nhưng mức độ đẩy lại thấp hơn nên khó có thể áp dụng được công nghệ điện này trong các sứ mệnh bay ngoài không gian. Chính vì vậy, động cơ đẩy plasma ra đời. Đây là một loại động cơ đẩy sử dụng điện, tạo ra lực đẩy từ một loại plasma. Công nghệ này ngược lại với động cơ ion – một loại động cơ tại ra lực đẩy từ việc chiết xuất dòng ion từ nguồn plasma.

Thay vì sử dụng một mạng lưới điện áp cao hoặc cực âm/cực dương để kích thích các hạt mang điện tích nằm trong plasma, động cơ đẩy plasma thường sử dụng dòng điện và điện thế được tạo ra ngay bên trong plasma để kích thích các ion plasma hoạt động. Về cơ bản, động cơ plasma là sự lựa chọn phù hợp hơn cho những sứ mệnh du hành vũ trụ liên hành tinh.