Các công nghệ vũ trụ tương lai

Từ tên lửa phản vật chất cho đến rô bôt bay tự do, danh sách công nghệ mơ ước của NASA dành cho chinh phục vũ trụ vượt xa khỏi trí tưởng tượng của nhiều người. Các ý tưởng xuất hiện trong những đề xuất công nghệ của NASA từ sức đẩy cho đến rô bôt có thể phát triển trong những thập niên tới.

Ủy ban Nghiên cứu Quốc gia Mĩ đã được yêu cầu thẩm định các kế hoạch và hiện đang thảo luận chúng trong một loạt cuộc họp diễn ra trong tuần này ở thủ đô Washington.

Tên lửa sức đẩy phản vật chất

Nhiên liệu cấp nguồn cho các tên lửa còn làm giảm tải trọng của chúng. Đó là nơi phản vật chất hiện diện.

Khi đặt tiếp xúc với vật chất, hai bên hủy lẫn nhau, giải phóng những lượng năng lượng khổng lồ - vượt xa những mức có thể thu được bằng cách đốt cháy cùng khối lượng nhiên liệu hóa học.

Nhưng chỉ những lượng nhỏ của phản vật chất được tạo ra và thu giữ mỗi năm trong các thí nghiệm va chạm hạt. Để biến tên lửa phản vật chất thành thực tế, thì cần phải có một nguồn tạo phản vật chất lớn hơn nhiều.

(Ảnh: Trung tâm Bay Vũ trụ Marshall/NASA)

Tên lửa sức đẩy laser và vi sóng

Các tên lửa thông thường đốt cháy nhiên liệu để tạo các khí thải nóng giải phóng ra phía sau, đẩy nó về phía trước. Khí thải càng nóng, thì nó được phóng ra càng nhanh, làm cho tên lửa càng hiệu quả.

Một phương pháp đẩy khác có thể là chiếu chùm laser hay năng lượng vi sóng vào tên lửa từ các trạm trên Trái đất. Những chùm tia này sẽ làm nóng các chất nổ đẩy trên tên lửa đến nhiệt độ cao hơn nhiệt độ có thể với các tên lửa thông thường, làm tăng thêm hiệu suất.

(Ảnh: Greg Goebel)

Rô bôt bay tự do

Một đôi mắt bổ sung vào một lúc nào đó sẽ có ích trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS), đặc biệt cho việc kiểm tra các bộ phận xa thuộc phía ngoài của nó. NASA dã kiểm tra ý tưởng này, sử dụng một rô bôt hình cầu, điều khiển từ xa, được trang bị các camera trên một sứ mệnh tàu con thoi vũ trụ năm 1997.

Giờ thì cơ quan này đang phát triển một phiên bản nhỏ hơn, tự động nhiều hơn của rô bôt trên, gọi là Mini AERCam (Camera Rô bôt Tự động Ngoài Tàu vũ trụ đang bay) dùng trên ISS.

“Rô bôt bay tự do sẽ tự triển khai từ căn cứ nhà, điều khiển sang vùng thích hợp, đồng thời tránh các chướng ngại vật, mang lại tầm nhìn như mong muốn, trở về về căn cứ nhà, neo đậu và nạp điện”, theo website của dự án trên.

(Ảnh: NASA)

Cảng trang phục vũ trụ

Trong bộ đồ du hành và cửa thoát kết hợp này, trang phục du hành sẽ được gắn với phía ngoài của một cỗ xe mặt trăng hoặc một cỗ xe thám hiểm hành tinh có điều áp. Các nhà du hành có thể chui vào trang phục du hành qua một cửa mở ở phía sau, chúng sẽ đóng kín khi chúng tách khỏi cỗ xe thám hiểm. Quá trình tương tự có thể hoạt động ngược lại khi các thành viên phi hành đoàn quay trở lại.

Trái với cửa thoát hay nút không khí bình thường, cảng du hành sẽ mất chút ít không khí từ bên trong cỗ xe ra bên ngoài. Đồng thời, bất kì bụi bặm gì bám dai dẳng với trang phục sau một chuyến thám hiểm sẽ vẫn an toàn ở bên ngoài cỗ xe, giảm nguy cơ khiến các nhà du hành hít phải những chất có khả năng gây hại. NASA đã bắt đầu kiểm tra một nguyên mẫu của ý tưởng này.

(Ảnh: NASA)

Nhiên liệu hydrogen kim loại

Khi bị nén dưới những áp suất cực lớn, như áp suất ở sâu trong lòng Mộc tinh, chất khí hydrogen bình thường sẽ biến thành một chất rắn kim loại. Người ra không rõ là hydrogen kim loại này có vẫn ở thể rắn sau khi áp suất giảm xuống lại hay không, nhưng nếu có, thì nó sẽ là một nhiên liệu tên lửa đầy sức mạnh.

Nung nóng hydrogen rắn như thế sẽ biến nó thành chất khí hydrogen bình thường, giải phóng rất nhiều năng lượng trong quá trình ấy – nhiều hơn nhiều lần so với năng lượng giải phóng bằng cách đốt cháy cùng khối lượng như thế của nhiên liệu tên lửa thông thường.

(Ảnh: NASA)

Tên lửa bay bằng năng lượng mặt trời

Mặt trời giải phóng vô số năng lượng, và một phương pháp mới khai thác năng lượng này trong vũ trụ có thể tạo sức đẩy cho các phi thuyền vũ trụ trong tương lai.

Theo quan điểm này, gọi là sức đẩy nhiệt mặt trời, các gương hoặc thấu kính sẽ tập trung ánh sáng mặt trời để làm nóng methane hoặc các chất nổ đẩy khác. Chất khí nóng khi đó sẽ đẩy tên lửa về phía trước.

(Ảnh: SDO/NASA)

Nguồn: New Scientist