Bỏ qua Lệnh Ruy-băng Bỏ qua nội dung chính
 

 Diễn đàn Khoảng không vũ trụ vì tri thức tiện ích và nhân loại – viễn cảnh tương lai.

 
Ý tưởng tên lửa đẩy từ tính mới có thể giúp đưa phi hành gia lên sao Hỏa   03-02-2021
Một sứ mệnh phi hành đoàn lên sao Hỏa có thể thực tế hơn nhờ vào khái niệm tên lửa mới do nhà vật lý tại Phòng thí nghiệm Vật lý Plasma Princeton (PPPL) của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ (DOE) Fatima Ebrahimi phát triển, sử dụng từ trường để tạo ra lực đẩy.


 Fatima Ebrahimi và ý tưởng về tên lửa đẩy plasma tái kết nối từ đang hoạt động (Ảnh: Elle Starkman/ PPPL Office of Communications / ITER)

Trong 64 năm qua, đã có những thành công đáng kể với các vệ tinh và tàu thăm dò robot nhưng chúng tương đối nhỏ, với trọng lượng nặng nhất là tàu chở hàng ATV đầy tải trọng nặng 20.293 kg và tàu này chỉ đi vào quỹ đạo trái đất thấp. Tàu thăm dò không gian sâu lớn nhất là sứ mệnh Cassini-Huygens tới sao Thổ có trọng lượng 5.655 kg.

Lý do là vì trở ngại lớn nhất để loài người trở thành một loài du hành không gian thực thụ là động cơ được sử dụng để đẩy tàu vũ trụ xuyên qua hệ mặt trời và xa hơn nữa. Tên lửa hóa học có thể tạo ra một lực đẩy ấn tượng nhưng có xung lực riêng rất nhỏ. Có nghĩa là chúng không thể đốt cháy được bao lâu trước khi hết thuốc phóng. Hệ thống đẩy điện, như động cơ đẩy Hall, thì ngược lại. Chúng chỉ tạo ra lực đẩy chỉ ngang trọng lượng của một đồng xu nhỏ nhưng chúng có thể chạy trong nhiều tháng chứ không phải vài phút, vì vậy chúng có thể (từ từ) tích lũy thành tốc độ lớn.

Không may, cả hai đều không khả thi để chở các phi hành gia lên sao Hỏa trên tàu nặng hàng chục, nếu không phải hàng trăm tấn. Một động cơ có thể khởi hành nhanh và động cơ kia khởi hành chậm, nhưng cả hai đều mang lại một chuyến đi dài và nguy hiểm trong nhiều tháng, nếu không nói là nhiều năm. Cả hai phương pháp động cơ đẩy cơ bản này đều có ưu điểm và nhược điểm riêng nhưng điều thực sự cần thiết, ít nhất trong ngắn hạn, là cách kết hợp các đặc tính của cả hai. Lý tưởng nhất là một động cơ có lực đẩy cao hơn và xung lực riêng lớn hơn.

Ý tưởng mới của Đại học Princeton vận hành bằng cách sử dụng cùng một cơ chế giúp thổi bay các vết lóa mặt trời ra khỏi Mặt trời. Những vết lóa này bao gồm các nguyên tử và hạt tích điện được gọi là plasma bị mắc kẹt bên trong các từ trường mạnh, nơi diễn ra các tương tác phức tạp.

Đối với các hệ thống đẩy, Ebrahimi đặc biệt quan tâm đến một loại tương tác được gọi là tái kết nối từ tính mà ở đó từ trường trong đám plasma điện tích cao tự tái cấu trúc để hội tụ, phân tách và tái hội tụ. Khi làm như vậy, chúng tạo ra một lượng lớn động năng, nhiệt năng và gia tốc hạt. Đó là một hiện tượng không chỉ được nhìn thấy trên mặt trời mà còn trong bầu khí quyển của trái đất và bên trong các lò phản ứng nhiệt hạch Tokamak.

Nói một cách tổng quát, động cơ đẩy từ tính tương tự như động cơ đẩy ion đang ngày càng trở nên phổ biến trên tàu vũ trụ. Chúng vận hành bằng cách nạp điện cho một chất đẩy được tạo thành từ các nguyên tử nặng như xenon và sau đó tăng tốc chúng bằng cách sử dụng một điện trường. Đối với động cơ đẩy ý tưởng mới, từ trường làm nhiệm vụ tăng tốc.

Cho đến nay, các mô phỏng máy tính của máy tính PPPL và Trung tâm Điện toán Khoa học Nghiên cứu Năng lượng Quốc gia tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley ở Berkeley, California của Mỹ đã chứng minh được rằng một động cơ đẩy tái kết nối từ tính có thể tạo ra vận tốc xả nhanh hơn 10 lần so với vận tốc của các hệ thống đẩy điện hiện tại.

“Việc di chuyển đường dài mất nhiều tháng hoặc nhiều năm vì xung lực riêng của động cơ tên lửa hóa học rất thấp, do đó, tàu phải mất một khoảng thời gian mới có thể đạt đủ tốc độ. Nhưng nếu chế tạo động cơ đẩy dựa trên sự tái kết nối từ trường thì chúng ta có thể hình dung khả năng hoàn thành các sứ mệnh đường dài trong một khoảng thời gian ngắn hơn”, Ebrahimi cho biết.

Ngoài việc cắt giảm thời gian di chuyển, ý tưởng động cơ đẩy mới còn có khả năng điều tiết bằng cách tinh chỉnh từ trường. Ngoài ra, các động cơ đẩy không chỉ bắn ra plasma mà còn cả plasmoid, vốn là những quả bóng plasma nằm bên trong bong bóng từ tính, làm tăng thêm sức mạnh. Ngoài ra, động cơ đẩy cũng không lệ thuộc vào các nguyên tố nặng để làm chất đẩy và có thể được nạp bằng những nguyên tố nhẹ hơn, rẻ hơn.

“Trong khi các động cơ đẩy khác yêu cầu khí nặng, được làm từ các nguyên tử như xenon thì trong ý tưởng này, bạn có thể sử dụng bất kỳ loại khí nào bạn muốn”, Ebrahimi cho biết thêm.

LH (PPPL)  

In nội dung
Các tin đã đăng ngày
Chọn một ngày từ lịch.
 

 THÔNG BÁO

 
 

 Thủ tục hành chính

 
 

 Hình ảnh hoạt động

 
Video clip
  • Ứng dụng công nghệ đèn LED trong sản xuất đạt hiệu quả cao
  • Đoàn xúc tiến đầu tư tại Đài Loan làm việc với Công ty Công nghệ sinh học Vạn Bảo Lộc
  • Đồng Nai là tỉnh đầu tiên được đo hàm lượng vàng
  • Công bố chỉ dẫn địa lý cho chôm chôm Long Khánh
  • Hội thảo nhân rộng mô hình ứng dụng công nghệ cao trong sản xuất nông nghiệp
  • Hội nghị cán bộ công chức và triển khai nhiệm vụ khoa học và công nghệ năm 2015
  • Vũ điệu đen tối "đồng hồ xăng" phần 2
  • Vũ điệu đen tối "đồng hồ xăng" phần 1
  • Nhiều trạm xăng dầu sử dụng công nghệ cao gắn chíp qua mắt người tiêu dùng và các cơ quan chức năng
  • Ký kết thỏa thuận hợp tác với trường Đại học Okayama (Nhật Bản)

  • Hình ảnh liên kết
    Liên kết website trong tỉnh
    Liên kết website các tỉnh
    Lượt truy cập