“Động cơ in 3D của NASA có thể thay đổi các nhiệm vụ khám phá vũ trụ”

Theo dòng thời gian mở rộng hệ mặt trời hiện tại của NASA, sứ mệnh Artemis 3 sẽ đưa con người trở lại bề mặt mặt trăng vào khoảng năm 2025, với việc khám phá sao Hỏa vào cuối những năm 2030 đến đầu những năm 2040. Tuy nhiên, để khám phá những thế giới khác, cần có một động cơ tiên tiến hơn. Giờ đây, các động cơ tiên tiến có thể giúp NASA khám phá hệ mặt trời một cách kinh tế hơn bằng cách giảm lượng nhiên liệu đẩy sử dụng trên các chuyến bay đường dài.

Trong một bản cập nhật, các quan chức của NASA báo cáo rằng họ đã hoàn thành thử nghiệm “động cơ tên lửa nổ quay”, tạo ra lực đẩy bằng cách sử dụng quá trình đốt cháy siêu âm tiết kiệm nhiên liệu. Động cơ sử dụng một hình thức đốt tăng áp suất, trong đó một hoặc nhiều vụ nổ liên tục bao quanh một lối đi hình khuyên.

Trong khi thử nghiệm vẫn đang ở giai đoạn đầu, đại diện của cơ quan đã suy đoán rằng các phiên bản cải tiến của công nghệ có thể được sử dụng trong các tàu thăm dò robot hoặc các sứ mệnh đổ bộ có người lái lên mặt trăng hoặc sao Hỏa.

Những người ủng hộ thám hiểm lập luận rằng để tăng dấu chân của con người trên Sao Hỏa và hơn thế nữa, cần phải suy nghĩ lại về việc di chuyển đường dài về mặt nhiên liệu và thời gian.

Công nghệ đẩy hiện tại khiến chuyến đi tới Hành tinh Đỏ trở thành nỗ lực kéo dài từ sáu đến chín tháng. Mục tiêu của NASA là làm cho các phi hành gia di chuyển nhanh hơn và an toàn hơn, vì vậy họ đã ưu tiên tìm cách giảm thời gian di chuyển. Cơ quan này cũng đang làm việc với Cơ quan Dự án Nghiên cứu Tiên tiến Quốc phòng (DARPA) về việc phát triển động cơ đẩy nhiệt hạt nhân như một lựa chọn siêu nhanh tiềm năng, với mục tiêu chứng minh một hệ thống như vậy trong không gian vào năm 2027.

Một ngày nào đó, cơ quan này cũng có thể đưa các động cơ tên lửa nổ quay vào kho thiết bị thăm dò của mình. Các thử nghiệm gần đây được thực hiện tại Trung tâm Chuyến bay Không gian Marshall của NASA ở Alabama bao gồm việc kích hoạt các động cơ hơn 12 lần khi dừng trong tổng thời gian gần 10 phút.

Mục tiêu thử nghiệm chính của RDRE đã đạt được khi phần cứng của nó, được chế tạo bằng cách in 3D, có thể hoạt động trong thời gian dài mặc dù phải chịu nhiệt độ và áp suất cực cao do vụ nổ tạo ra. Ở công suất tối đa, RDRE có khả năng tạo ra lực đẩy hơn 4.000 pound trong gần một phút trong khi vẫn duy trì áp suất buồng là 622 pound trên mỗi inch vuông, mức áp suất cao nhất từng được ghi nhận cho thiết kế này.

RDRE kết hợp hợp kim đồng ‘GRCop-42’ do NASA phát triển với quy trình sản xuất phụ gia nhiệt hạch bột, cho phép động cơ hoạt động trong điều kiện khắc nghiệt trong thời gian dài hơn mà không bị quá nhiệt.

Trong quá trình thử nghiệm, người ta cũng đạt được những thành tích khác bao gồm thực hiện thành công van tiết lưu bên trong và đánh lửa bên trong. Cuộc trình diễn thành công này đưa công nghệ đến gần hơn để sử dụng với các phương tiện bay trong tương lai, cho phép NASA và không gian thương mại di chuyển nhiều trọng tải và khối lượng hơn tới các điểm đến trong không gian, một thành phần quan trọng giúp việc khám phá không gian trở nên bền vững hơn. Do thành công gần đây của NASA với RDRE, các kỹ sư của NASA đang phát triển một RDRE hoàn toàn có thể tái sử dụng từ loại 10.000 pound để xác định các lợi thế về hiệu suất so với động cơ tên lửa lỏng thông thường.