NASA thử nghiệm thành công động cơ ion kiểu mới cho tàu vũ trụ

một giờ trướcBài gốc

Nhiên liệu ion phổ biến của động cơ ion là khí xenon. Tuy nhiên, NASA đang thử dùng plasma kim loại. Nguyên mẫu động cơ mới, gọi là động cơ đẩy từ động lực học plasma (MPD), do NASA nghiên cứu và chế tạo đã có thử nghiệm thành công đầu tiên. MPD tạo ra những dòng điện mạnh tương tác với từ trường để tăng tốc ion lithium.

Theo NASA, nguyên mẫu động cơ ion kiểu mới đã thực hiện 5 lần đốt. Trong thời gian đó, điện cực vonfram trung tâm của động cơ nóng lên dữ dội, phát ra ánh sáng trắng mạnh ở mức nhiệt 2.800 độ C. Động cơ cũng đạt công suất lên đến 120 kW trong buồng chân không chuyên dụng dài 8 m tại Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực (JPL) thuộc NASA. Con số này cao gấp 25 lần công suất của động cơ ion trên tàu Psyche, vốn là động cơ ion mạnh nhất từng trang bị cho tàu vũ trụ, giúp đạt vận tốc 200.000 km/h.

Động cơ ion MPD của NASA đã vượt qua thử nghiệm đầu tiên. Ảnh: NASA.

Động cơ ion rất khác loại động cơ đẩy dùng nhiên liệu hóa học thông thường. Theo lý giải của các nhà khoa học, động cơ ion sử dụng trường điện từ, tăng tốc các ion, tức nguyên tử mang điện và phóng chúng qua vòi phun để tạo lực đẩy. Mặc dù hoạt động ban đầu chậm nhưng loại động cơ này có thể tăng dần lực đẩy để đạt vận tốc cao. Thêm nữa, động cơ ion cũng giúp giảm khối lượng và chi phí phóng tàu nhờ sử dụng ít hơn 90% nhiên liệu so với động cơ hóa học.

Động cơ ion được sử dụng trong các nhiệm vụ không gian từ những năm 1960. Tuy nhiên, khi NASA phóng tàu Deep Space 1 năm 1998, loại động cơ này mới vươn ra ngoài quỹ đạo Trái đất. Kể từ đó, nhiều tàu vũ trụ cũng trang bị động cơ ion bao gồm: tàu Dawn (NASA) bay đến hành tinh lùn Ceres và tiểu hành tinh Vesta, tàu thu thập mẫu vật tiểu hành tinh Hayabusa2 của Nhật Bản, tàu DART (NASA) va chạm với tiểu hành tinh Dimorphos, 2 tàu SMART-1 bay đến Mặt trăng và BepiColombo đến sao Thủy của Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA).

Thử thách tiếp theo của các chuyên gia, nhà khoa học NASA là tăng công suất động cơ ion lên cao hơn nữa, hướng tới mức từ 500 kW đến 1 MW trong những năm tới. Vì hệ thống hoạt động trong điều kiện nhiệt độ cực cao, các kỹ sư cần chứng minh nó có thể vận hành ổn định trong thời gian dài. Một chuyến bay đưa người đến sao Hỏa có thể cần tổng công suất 2 - 4 MW, đòi hỏi nhiều động cơ đẩy cùng hoạt động suốt hơn 23.000 giờ.

Giám đốc NASA Jared Isaacman cho hay đội ngũ chuyên gia, nhà khoa học sẽ tiếp tục nghiên cứu để tăng công suất động cơ ion qua đó giúp sứ mệnh đưa người tới sao Hỏa trong tương lai khả thi hơn.