Đẩy phi thuyền bằng chùm plasma

Các chùm ion hội tụ có thể đẩy nhà du hành tới sao Hỏa và quay về trái đất chỉ trong 90 ngày, một nhóm nghiên cứu của NASA tuyên bố. Viễn cảnh có thể đưa chúng ta tới những chuyến du hành nhanh hơn quanh hệ mặt trời.

Ý tưởng của Robert Winglee, thuộc Đại học Washington ở Seatle, Mỹ, như sau: Khi phóng một chùm plasma các hạt tích điện (hay ion) bị từ hóa vào một phi thuyền có trang bị cánh buồm từ tính, lực đẩy từ giữa cánh buồm và chùm tia sẽ cung cấp cho con tàu một động năng khổng lồ, đẩy nó bay nhanh về phía trước với tốc độ lớn chưa từng thấy.

Về lý thuyết, phi thuyền sẽ cất cánh từ một trạm không gian đang bay trên quỹ đạo quanh trái đất. Trạm không gian này bắn ra một chùm plasma từ một miệng vòi có đường kính khoảng 10 mét, đẩy con tàu đi với vận tốc cao. Khi con tàu gần tới đích, một chùm plasma thứ hai - được phóng ra từ trạm vũ trụ đang bay quanh Hỏa tinh - sẽ làm chậm tốc độ của nó.

Một phi thuyền truyền thống hoạt động nhờ đốt nhiên liệu phải mất 2 năm để hoàn tất chuyến thám hiểm quanh sao Hỏa, Winglee cho biết. Ngược lại, chùm tia từ hóa này sẽ đẩy con tàu đi với tốc độ hàng chục nghìn dặm mỗi giờ.

"Đó là một ưu thế lớn giúp con người đi nhanh hơn", Giám đốc Viện các ý tưởng tiến bộ của NASA, Robert Cassanova, nhận xét. Do chuyến đi không cần mang nhiều thực phẩm và nhiên liệu dự trữ, các nhà du hành có thể dành nhiều tài nguyên hơn cho việc hỗ trợ thám hiểm. Sức khỏe của họ cũng tốt hơn do chỉ phải dành ít thời gian bay trong tình trạng không trọng lượng.

"Nếu được hỗ trợ kinh phí đầy đủ, ít nhất chúng ta có thể tiến hành chuyến bay thử nghiệm đầu tiên trong 5 năm tới", Winglee cho biết. Một chuyến thử nghiệm trị giá khoảng 1 triệu USD, trong khi chi phí cho cả hành trình lên sao Hỏa sẽ phải mất hàng tỷ USD, do còn phải xây dựng một trạm vũ trụ ở đó. "Nhưng một khi đã có cơ sở hạ tầng, con người có thể bắt đầu bay quanh thái dương hệ mà không cần thiết kế thêm các động cơ mới cho mỗi lần bay, ông nói.

Dự án thực ra đã bắt đầu từ nhiều năm trước đây, khi Winglee tự hỏi liệu có thể nạp năng lượng cho các chuyến bay vũ trụ dài ngày bằng những hạt tích điện phóng ra từ mặt trời (hay gió mặt trời). Để làm được điều đó, con tàu cần có một cánh buồm để hứng gió mặt trời và lao về phía trước. Tuy nhiên, vì gió mặt trời chỉ thổi theo một hướng, nên việc tận dụng chúng để đẩy con tàu bay tới sao Hỏa rồi lại bay về là rất khó khăn.

Giải pháp của Winglee là một thiết bị có tên gọi High Power Helicon, có khả năng phóng ra một chùm hạt tích điện, rồi hội tụ chúng lên cánh buồm và đẩy tàu đi. Với công suất 60 kilowatt, thiết bị này là một trong những máy phát plasma mạnh nhất thế giới. Một giải pháp khác nhằm tạo lực đẩy cho phi thuyền là đặt lò phản ứng hạt nhân trên đó.

Sau cùng, rắc rối lớn nhất với chùm hạt tích điện là liệu nó có hội tụ chính xác qua khoảng cách lớn hay không. "Chúng tôi mới chỉ quan sát nó trên quãng đường vài mét, nhưng ở khoảng cách xa hơn thì còn phải thử nghiệm thêm", John Slough, cộng sự của Winglee, nói.

Thuận An (theo NewScientist)