Trong khi cuộc đua chinh phục vũ trụ vẫn đang tiếp diễn với những bước tiến đều đặn của các tập đoàn lớn như SpaceX, Blue Origin hay NASA, một công ty tư nhân có trụ sở tại Vương quốc Anh đang thu hút sự chú ý đặc biệt từ cộng đồng khoa học với một hướng tiếp cận đầy táo bạo: phát triển động cơ tên lửa sử dụng năng lượng nhiệt hạch.
Pulsar Fusion – cái tên vẫn còn tương đối mới trên bản đồ không gian – đã công bố dự án Sunbird, một hệ thống đẩy tiên tiến ứng dụng công nghệ nhiệt hạch mà theo giới chuyên gia, có tiềm năng định hình lại toàn bộ ngành công nghiệp hàng không vũ trụ trong thập kỷ tới.
Không giống như những hệ thống đẩy hóa học hiện tại, vốn đòi hỏi khối lượng nhiên liệu khổng lồ và giới hạn về hiệu suất, Sunbird được thiết kế để khai thác năng lượng từ phản ứng nhiệt hạch – quy trình tương tự như những gì diễn ra trong lõi Mặt Trời. Công nghệ này không chỉ mở ra triển vọng về một hệ thống đẩy mạnh mẽ hơn, mà còn mang lại hiệu quả vượt trội về mặt khối lượng, chi phí vận hành và khả năng mang theo tải trọng.
Sunbird không đơn thuần là một tên lửa đơn lẻ. Pulsar Fusion định hình nó như một “tàu kéo không gian” – một mô-đun động cơ độc lập, có thể lưu trữ sẵn trên quỹ đạo và được sử dụng để kéo các tàu vũ trụ từ Trái Đất đến Mặt Trăng, sao Hỏa hoặc thậm chí xa hơn trong Hệ Mặt Trời. Nhờ động cơ nhiệt hạch, Sunbird có thể rút ngắn thời gian bay đến sao Hỏa xuống chỉ còn khoảng 30 ngày – một con số đáng kinh ngạc so với thời gian trung bình hiện nay dao động từ 6 đến 9 tháng.
Cấu trúc kỹ thuật của Sunbird xoay quanh công nghệ động cơ nhiệt hạch kép trực tiếp (DDFD – Direct Fusion Drive), vốn là thành quả hợp tác với các nhà vật lý plasma và kỹ sư hàng đầu. Hệ thống này không chỉ cung cấp lực đẩy bằng cách sử dụng khí ion hóa tốc độ cao mà còn tạo ra lượng điện năng đáng kể (ước tính 2 megawatt) để vận hành toàn bộ hệ thống của tàu vũ trụ. Nhiên liệu chính được sử dụng là hỗn hợp deuterium và helium-3 – hai đồng vị nhẹ, sạch và an toàn, không tạo ra bức xạ nguy hiểm như các phản ứng phân hạch hạt nhân truyền thống.
Một trong những đặc điểm nổi bật của Sunbird là chỉ số xung lực riêng (specific impulse) – thước đo quan trọng cho hiệu suất của động cơ tên lửa. Trong khi các tên lửa hóa học hiện tại chỉ đạt từ 300 đến 450 giây, Sunbird được kỳ vọng đạt từ 10.000 đến 15.000 giây – một bước nhảy lượng tử trong hiệu suất đẩy. Vận tốc khí xả đạt tới 147.000 m/s, tương đương gần một nửa phần nghìn tốc độ ánh sáng. Điều này mở ra khả năng tiến hành các sứ mệnh liên hành tinh trong khoảng thời gian có thể chấp nhận được đối với con người.
Dự án Sunbird không được phát triển trong một sớm một chiều. Pulsar Fusion đã dành hơn một thập kỷ nghiên cứu, phát triển công nghệ và xây dựng lộ trình thử nghiệm. Theo kế hoạch hiện tại, giai đoạn thử nghiệm tĩnh sẽ diễn ra vào năm 2025, tiếp theo là một cuộc phóng thử nghiệm trên quỹ đạo vào năm 2027. Nếu thành công, Sunbird có thể được triển khai trong các sứ mệnh không gian thực tiễn vào đầu thập niên 2030.
Giám đốc điều hành của Pulsar Fusion, Richard Dinan, không giấu tham vọng khi chia sẻ rằng Sunbird là “chiếc chìa khóa mở ra cánh cửa cho kỷ nguyên di chuyển liên hành tinh thực sự”. Ông nhấn mạnh rằng động cơ nhiệt hạch không chỉ là một lựa chọn công nghệ, mà là đòi hỏi tất yếu nếu con người thực sự muốn mở rộng sự hiện diện ra ngoài Trái Đất.
Tuy nhiên, dự án vẫn còn đối mặt với nhiều thách thức đáng kể. Việc tạo ra và duy trì phản ứng nhiệt hạch ổn định trong môi trường không gian là một vấn đề kỹ thuật cực kỳ phức tạp, đòi hỏi điều kiện kiểm soát plasma chính xác, vật liệu chịu nhiệt cao và hệ thống an toàn hoàn hảo. Ngoài ra, việc sản xuất và cung ứng helium-3 – một thành phần quan trọng trong nhiên liệu – cũng là một thách thức về cả kinh tế lẫn hậu cần, khi nguồn cung hiện tại chủ yếu đến từ Mặt Trăng hoặc từ các lò phản ứng hạt nhân hiếm hoi trên Trái Đất.
Dù vậy, những bước tiến của Pulsar Fusion đã cho thấy rằng tương lai của công nghệ đẩy không gian đang bước sang một chương mới. Trong bối cảnh thế giới đang hướng tới các sứ mệnh dài hạn lên Mặt Trăng, sao Hỏa và thậm chí các tiểu hành tinh, việc sở hữu một hệ thống đẩy đủ mạnh, đủ hiệu quả và đủ bền vững là điều kiện tiên quyết. Và nếu Sunbird thực sự đạt được các mục tiêu mà nó đặt ra, Pulsar Fusion sẽ không chỉ ghi tên mình trong lịch sử công nghệ vũ trụ, mà còn định hình lại cách nhân loại tiếp cận vũ trụ trong thế kỷ XXI.
ptphuc (T/h)
12 Phát minh tuyệt vời cho việc khai thác gỗ
