Động cơ đẩy bằng phản ứng tổng hợp hạt nhân đầu tiên trên thế giới xuất hiện

Không chỉ là một ý tưởng trong phim khoa học viễn tưởng, giờ đây động cơ đẩy điện dùng năng lượng nhiệt hạch đầu tiên trên thế giới đã xuất hiện.

Công ty RocketStar của Mỹ đã trình diễn công nghệ động cơ đẩy dùng năng lượng nhiệt hạch có tên FireStar Drive. Đây cũng là động cơ đẩy cho tàu vũ trụ đầu tiên trên thế giới dùng năng lượng nhiệt hạch hạt nhân. Và mới đây, công ty cho biết, các thử nghiệm ban đầu với động cơ điện này đã thành công.

Chris Craddock, CEO RocketStar, cho biết: "Chúng tôi rất vui mừng trước kết quả thử nghiệm ban đầu về một ý tưởng mà nhóm của chúng tôi đã tìm hiểu được một thời gian".

Trong khi các chuyến du hành không gian và phóng vệ tinh vũ trụ ngày càng gia tăng, nhu cầu của những loại động cơ đẩy mới, đặc biệt là các động cơ đẩy dùng năng lượng hạt nhân đang gia tăng đột biến trong những năm gần đây. Công nghệ này được cho sẽ giúp gia tăng mức độ hiệu quả, kéo dài thời gian vận hành và nhiều lợi thế khác.

Không chỉ đưa tàu vũ trụ thoát khỏi trọng lực của Trái Đất để bay vào không gian, các động cơ đẩy còn có nhiều chức năng khác bao gồm thay đổi quỹ đạo và giúp lắp ghép tàu vũ trụ vào các hệ thống khác.

Động cơ đẩy tàu vũ trụ dùng năng lượng hạt nhân

Để khai thác sức mạnh từ phản ứng tổng hợp hạt nhân, động cơ đẩy FireStar Drive sử dụng công nghệ "động cơ đẩy plasma xung bằng nhiên liệu nước" của RocketStar. Thiết bị này sử dụng một loại phản ứng tổng hợp hạt nhân độc đáo, có khả năng tạo ra rất ít hoặc thậm chí không tạo ra sản phẩm phụ là các hạt neutron.

Thông cáo báo chí của công ty cho biết: "Động cơ đẩy cơ sở tạo ra các hạt proton tốc độ cao thông qua quá trình ion hóa hơi nước." Từ đó, các hạt proton bắt đầu va chạm với hạt nhân của nguyên tố Bor (ký hiệu là B), để bắt đầu một phản ứng nhiệt hạch, tổng hợp hạt nhân.

Động cơ FireStar Drive sẽ bắt đầu quá trình phản ứng nhiệt hạch bằng cách bổ sung thêm hạt nhân Bor vào trong phần xả của động cơ đẩy, tạo ra các hạt năng lượng cao làm tăng lực đẩy.

Để thử nghiệm, nhóm nghiên cứu bổ sung nước Boronate vào phần xả của một động cơ đẩy xung plasma thuộc chương trình hỗ trợ nghiên cứu phát triển dành cho doanh nghiệp nhỏ của tổ chức AFWERX thuộc Bộ Quốc phòng Mỹ. Việc phát hiện các hạt alpha và tia gamma phát ra từ động cơ là "những dấu hiệu rõ ràng của phản ứng tổng hợp hạt nhân" – thông cáo báo chí của công ty cho biết.

Khám phá này cũng được xác nhận bởi dự án SBIR Phase 2 tại Phòng Thí nghiệm động cơ đẩy điện Công suất cao (HPEPL) tại Viện Công nghệ Georgia.

Hơn thế nữa, kỹ thuật này tạo ra các phóng xạ ion hóa và tăng lực đẩy của bộ phận đẩy tầng thấp lên thêm 50%.

Adam Hecht, Giáo sư Kỹ thuật Hạt nhân tại Đại học New Mexico cho biết: "RocketStar không chỉ cải tiến từng bước hệ thống động cơ mà còn có một bước nhảy vọt bằng cách áp dụng một khái niệm mới, tạo ra phản ứng phân hạch nhiệt hạch trong khí thải".

Động cơ đẩy hiện tại của RocketStar có tên M1.5, hiện đã được lên kế hoạch thử nghiệm trong không gian với Tàu mang vệ tinh OTV ION của hãng D-Orbit. Các cuộc thử nghiệm demo khác được thực hiện trên nhiệm vụ cùng SpaceX Transporter nhiều khả năng cũng sẽ diễn ra vào tháng 7 và tháng 10 năm 2024.

Bên cạnh đó, hãng cũng lên kế hoạch thử nghiệm trên mặt đất trong năm nay với nhiều cuộc thử nghiệm trong không gian khác diễn ra vào tháng 2 năm 2025.