Nga định đưa tàu vũ trụ hạt nhân vào không gian thực hiện sứ mệnh liên hành tinh

Cơ quan vũ trụ liên bang Nga Roscosmos cho biết “tàu kéo không gian” - thuật ngữ chỉ tàu vũ trụ vận chuyển phi hành gia hoặc trang thiết bị từ quỹ đạo này sang quỹ đạo khác, dự kiến sẽ được phóng vào không gian để thực hiện sứ mệnh liên hành tinh vào năm 2030.

Tàu vũ trụ này hoạt động nhờ mô-đun năng lượng có tên gọi Zeus. Về cơ bản Zeus giống như một nhà máy điện hạt nhân di động, có thể tạo ra đủ năng lượng để tàu vũ trụ hoạt động, vận chuyển thiết bị, hàng hóa trong không gian. Hiện một số quốc gia quan tâm đến công nghệ tương tự như một cách thức để rút ngắn hành trình trong không gian.

Sứ mệnh liên hành tinh

Từ trước đến nay, các tàu vũ trụ thường dựa vào năng lượng mặt trời hoặc trọng lực để tăng tốc. Điều này đồng nghĩa với việc các phi hành gia phải mất hơn 3 năm để thực hiện chuyến đi vòng quanh Sao Hỏa. NASA ước tính, một tàu vũ trụ chạy bằng năng lượng hạt nhân có thể thực hiện hành trình đó trong 1 năm.

Thiết kế của tàu kéo vũ trụ. (Ảnh: Roscosmos)

Mỹ hy vọng sẽ đưa một lò phản ứng hạt nhân 10 kilowatt tích hợp với tàu đổ bộ mặt trăng, lên Mặt Trăng sớm nhất là vào năm 2027. Tuy nhiên cho đến thời điểm hiện tại, NASA mới chỉ đưa 1 lò phản ứng hạt nhân vào không gian trang bị cho vệ tinh SNAP-10A vào năm 1965. Các tàu vũ trụ khác như tàu thăm dò Mars Curiosity và Perseverance cũng chạy bằng năng lượng hạt nhân song chúng không sử dụng lò phản ứng.

Trong khi đó Nga đã đưa hơn 30 lò phản ứng hạt nhân vào vũ trụ. Mô-đun Zeus được cho là sẽ giúp các nỗ lực chinh phục không gian của Nga tiến xa hơn nhờ việc sử dụng một lò phản ứng hạt nhân 500 kilowatt để cung cấp năng lượng giúp tàu vũ trụ di chuyển từ hành tinh này sang hành tinh khác, Sputnik dẫn thông tin từ Roscosmos cho biết.

Theo kế hoạch của Nga, tàu vũ trụ hạt nhân sẽ tiếp cận Mặt Trăng trước, sau đó hướng về phía Sao Kim, nơi nó có thể sử dụng trọng lực của hành tinh để chuyển tới điểm đến cuối cùng là sao Mộc. Điều này sẽ giúp tiết kiệm nhiên liệu đẩy.

Ông Alexander Bloshenko - Giám đốc điều hành phụ trách các chương trình phát triển và khoa học tiên tiến tại Roscosmos cho biết, toàn bộ nhiệm vụ sẽ kéo dài 50 tháng (hơn 4 năm). Theo quan chức này, Roscosmos và Viện Hàn lâm Khoa học Nga vẫn đang nghiên cứu để tính toán quỹ đạo của chuyến bay, cũng như tải trọng tàu vũ trụ có thể mang theo.

Cuối cùng, sứ mệnh này có thể đặt nền móng cho chiến lược mới của ngành hàng không vũ trụ Nga. Sputnik đưa tin, Moscow đang thiết kế một trạm vũ trụ sử dụng công nghệ năng lượng hạt nhân tương tự.

Lợi thế của năng lượng hạt nhân 

Hầu hết tàu vũ trụ lấy năng lượng từ một số nguồn như mặt trời, pin, hoặc các nguyên tử có tính phóng xạ (còn gọi là đồng vị phóng xạ). Chẳng hạn, tàu vũ trụ Juno của NASA tại Sao Mộc sử dụng các tấm pin mặt trời để sản sinh điện. Năng lượng mặt trời cũng có thể được sử dụng để sạc pin cho tàu vũ trụ, tuy nhiên, nó sẽ trở nên kém hiệu quả nếu tàu vũ trụ nằm xa Mặt Trời. Trong một số trường hợp khác, pin lithium có thể giúp cung cấp năng lượng cho tàu vũ trụ trong những hành trình ngắn.

Trước đó vào năm 2005, tàu thăm dò Huygens đã sử dụng pin để hạ cánh chớp nhoáng trên mặt trăng Titan của Sao Thổ. Còn tàu vũ trụ Voyager của NASA sử dụng động vị phóng xạ (đôi khi còn gọi là pin hạt nhân) để tồn tại trong môi trường khắc nghiệt của hệ mặt trời và không gian giữa các vì sao, nhưng điều này không giống với việc tích hợp một lò phản ứng hạt nhân vào tàu vũ trụ.

Lò phản ứng hạt nhân mang lại một số lợi thế như chúng có thể tồn tại trong các khu vực tối và lạnh của hệ mặt trời mà không cần ánh sáng mặt trời. Chúng cũng khá hữu ích và khá tin cậy đối với những hoạt động dài ngày. Lò phản ứng hạt nhân Zeus được thiết kế để hoạt động từ 10 đến 12 năm. Thêm vào đó, chúng có thể đẩy tàu vũ trụ tới hành tinh khác trong thời gian ngắn hơn.

Nhưng năng lượng hạt nhân cũng tạo ra một số thách thức riêng. Chỉ một số loại nhiên liệu nhất định, chẳng hạn như uranium được làm giàu ở cấp độ cao mới có thể chịu được nhiệt độ cực cao của lò phản ứng. Hơn nữa chúng có thể không an toàn khi sử dụng. Tháng 12/2020, Mỹ đã cấm sử dụng uranium được làm giàu ở cấp độ cao để đưa các vật thể vào không gian nếu hoạt động này có thể được thực hiện nhờ các nguồn nhiêu liệu hạt nhân hoặc phi hạt nhân thay thế khác.

Nga sắp xây trạm vũ trụ trong không gian

Các kỹ sư Nga bắt đầu phát triển mô-đun "Zeus" vào năm 2010 với mục tiêu đưa nó lên quỹ đạo trong vòng 2 thập kỷ và họ đang trên đà hoàn thành mục tiêu này. Việc sản xuất và thử nghiệm được thực hiện vào năm 2018. Đến năm 2020, Roscosmos đã ký một hợp đồng trị giá 4,2 tỷ rúp (57,5 triệu USD) với công ty thiết kế Arsenal có tụ sở tại St. Petersburg để thiết kế sơ bộ trạm vũ trụ. Điều này sẽ giúp Nga đẩy mạnh nỗ lực phát triển một trạm vũ trụ mới vào năm 2025.

Hồi tháng 4/2021, BBC cho biết, Nga có kế hoạch rút khỏi Trạm vũ trụ quốc tế (ISS) vào năm 2025 và sẵn sàng xây dựng trạm vũ trụ riêng của nước này. Trạm Vũ trụ Quốc tế được thành lập năm 1998. Đây là dự án hợp tác quốc tế của 16 quốc gia gồm Mỹ và Nga, Nhật Bản, Canada, các quốc gia thành viên Cơ quan Vũ trụ Châu Âu và Brazil cùng tham gia, với tổng vốn đầu tư hơn 100 tỷ USD.