Mỹ đang phát triển động cơ hạt nhân tái khởi động cho tên lửa để đơn giản hóa và tăng độ tin cậy của vệ tinh.

Cách tiếp cận mới cho động cơ tên lửa nhiên liệu rắn: khởi động lại và điều chỉnh lực đẩy

Các động cơ nhiên liệu rắn truyền thống chỉ hoạt động một lần – từ khi khởi động đến khi tiêu hao hoàn toàn nhiên liệu. Để thực hiện nhiều lần phát triển và thao tác, cần sử dụng các hệ thống chất lỏng phức tạp và đắt tiền. Ở Hoa Kỳ đang suy nghĩ cách làm cho không gian trở nên dễ tiếp cận hơn nếu có thể bật, tắt và điều chỉnh động cơ nhiên liệu rắn theo lệnh.

Ai đang làm việc để giải quyết vấn đề này?

Hợp tác được thực hiện bởi các chuyên gia từ Aerospace Corporation, Đại học California Nam (USC) và Trại huấn luyện Hải quân (NPS). Mục tiêu của họ là tạo ra một động cơ nhiên liệu rắn có thể khởi động lại với điều khiển plasma.

Làm thế nào nó sẽ hoạt động?

Ý tưởng dựa trên bắn plasma xung nano giây (NPPD). Trong động cơ, các xung điện áp cao cực ngắn (< 100 ns) được cung cấp, tạo ra plasma nhiệt độ thấp. Plasma này có thể tăng cường hoặc khởi đầu quá trình cháy, và quan trọng nhất – cho phép điều khiển điện tử quy trình: bật, tắt và điều chỉnh lực đẩy.

Vật liệu mới cho nhiên liệu

Đội ngũ cũng đang phát triển các polymer “ion-liquids” – sự kết hợp giữa dung dịch ion chịu nhiệt và độ bền của polymer thông thường. Nhiên liệu này duy trì ổn định trong dải nhiệt rộng và đồng thời có tính hoạt động điện hóa, điều quan trọng cho việc điều khiển plasma.

Giá trị thực tiễn của dự án

Kết quả là một động cơ nhỏ gọn, đơn giản và tiềm năng an toàn hơn, phù hợp cho cả vệ tinh lẫn tàu vũ trụ hành tinh. Nó không cần các hệ thống bơm nhiên liệu phức tạp hoặc bình chứa áp suất cao, nhưng vẫn cung cấp khả năng thực hiện nhiều thao tác, điều chỉnh quỹ đạo và kéo dài thời gian nhiệm vụ.

Các nhà nghiên cứu thậm chí đang xem xét việc lắp đặt những động cơ này trên CubeSats – các vệ tinh nhỏ thường không thể chi trả cho hệ thống chất lỏng đắt tiền. Điều này mở ra cơ hội mới cho các công ty nhỏ và tổ chức giáo dục, khao khát thực hiện dự án vũ trụ mà không cần đầu tư tài chính lớn.