Công ty USNC-Tech tại tiểu bang Seattle (Mỹ), chuyên về công nghệ hạt nhân theo hướng ứng dụng an toàn, vừa phát triển thành công một mẫu concept động cơ tên lửa đẩy sử dụng năng lượng hạt nhân (NTP) và bàn giao cho NASA.

Được khẳng định là an toàn và đáng tin cậy hơn nhiều so với các thiết kế động cơ NTP trước đó, mẫu concept này có thể đạt hiệu suất vượt xa một tên lửa đẩy sử dụng nhiên liệu hóa học (chemical rocket) thông thường. USNC-Tech kỳ vọng nó sẽ tạo nên một cuộc cách mạng trong lĩnh vực du hành không gian, giảm lịch trình bay từ Trái Đất lên Sao Hỏa xuống chỉ còn 3 tháng.

.

Loại động cơ tên lửa đẩy mới sử dụng năng lượng hạt nhân được kỳ vọng sẽ tạo nên một cuộc cách mạng trong ngành du lịch không gian. Ảnh: UNSC-Tech.

Năng lượng hạt nhân được tính đến do tên lửa đẩy sử dụng nhiên liệu hóa học gần như đã đạt tới giới hạn lý thuyết của chúng, còn các hệ thống dùng điện năng thì không đủ mạnh mẽ. Nếu được thiết kế phù hợp, những tên lửa sử dụng động cơ NTP chắc chắn sẽ cho hiệu quả vượt trội. Vấn đề là cần chế tạo được loại lò phản ứng hạt nhân đủ nhẹ và an toàn khi hoạt động bên ngoài bầu khí quyển Trái đất, nhất là khi tàu vũ trụ mang theo phi hành đoàn.

Tiến sỹ Michael Eades, chuyên gia kỹ thuật cao cấp tại USNC-Tech cho biết: mẫu concepte mới này có thể tạo ra xung lực riêng (thước đo hiệu suất của động cơ tên lửa) cực kỳ lớn, cụ thể là gấp đôi so với động cơ sử dụng nhiên liệu hóa học.

UNSC-Tech đã nghiên cứu sử dụng loại nhiên liệu hạt nhân dạng vi hạt bọc gốm (FCM) để cấp năng lượng cho lò phản ứng của động cơ. Nó có nguồn gốc từ uranium làm giàu thấp và được khảo nghiệm cao (HALEU), một dẫn xuất của nguyên liệu hạt nhân dân sự đã qua xử lý lại (làm giàu ở mức 5 – 20%, cao hơn các lò phản ứng dân sự, nhưng thấp hơn hệ thống trang bị trên tàu sân bay hoặc tàu ngầm của hải quân Hoa Kỳ). Nhiên liệu sau đó được nén lại thành dạng viên và phủ zirconium carbide (ZrC) ở bên ngoài. UNSC-Tech tuyên bố nó bền hơn nhiều so với nhiên liệu hạt nhân thông thường và có thể hoạt động trong môi trường nhiệt độ cực cao, mở đường cho những thiết kế lò phản ứng an toàn, mang lại lực đẩy cùng xung lực riêng vượt trội cho động cơ, điều mà trước đây chỉ có thể đạt được nếu có uranium được làm giàu cao. Ngoài ra, việc sản xuất nó cũng khá dễ dàng với các nhà máy và chuỗi cung ứng hiện tại.

Với tham vọng rút ngắn thời gian thực thi các sứ mệnh không gian, mẫu concept này còn hướng tới thị trường du hành vũ trụ thương mại (phụ vụ tư nhân), bên cạnh đơn đặt hàng từ NASA và Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ. Mặc dù vậy, viễn cảnh về các chuyến bay khứ hồi lên sao Hỏa trong 6 tháng có lẽ hãy còn rất xa vời.