Một viện nghiên cứu vũ trụ ở Bắc Kinh đã thử nghiệm thành công một động cơ tên lửa mới mạnh gấp đôi đối thủ cạnh tranh Mỹ trong cuộc đua đưa phi hành gia lên Mặt trăng.
Theo tờ Bưu điện Hoa Nam Buổi sáng, Tập đoàn Khoa học và Công nghệ Hàng không Vũ trụ Trung Quốc (CASC) cho biết cuộc thử nghiệm trên mặt đất đã được thực hiện “thành công hoàn toàn” vào ngày 5/9.
Động cơ tên lửa nói trên sẽ được sử dụng để phóng tên lửa Trường Chinh 9 của Trung Quốc, vốn đang được phát triển để phục vụ sứ mạng đưa các phi hành gia lên Mặt trăng.
Động cơ tên lửa tầng trên này có thể tạo ra một lực 25 tấn - gấp hơn hai lần lực đẩy được tạo ra bởi RL10, động cơ tên lửa do Mỹ sản xuất, được kỳ vọng sẽ đưa các phi hành gia Mỹ trở lại Mặt trăng sau hơn nửa thế kỷ.
Động cơ tên lửa tầng trên được sử dụng ở độ cao lớn để tạo ra động cơ bổ sung đẩy tàu vũ trụ đến đích.
CASC cho biết đây là “cuộc chạy thử động cơ chu trình giãn nở kín lớn nhất thế giới”, đánh dấu một “bước đột phá” trong việc phát triển công nghệ quan trọng cho các phương tiện phóng hạng nặng.
Động cơ tên lửa chu trình giãn nở kín là nguồn năng lượng hiệu quả nhất cho hoạt động du hành vũ trụ của con người. Động cơ này có thể biến một lượng nhỏ nhiên liệu hydro lỏng thành khí áp suất cao bằng cách sử dụng nhiệt thải.
Khí dẫn động các tuabin để tăng áp suất của hydro và oxy trong các máy bơm nhiên liệu. Sau đó, khí đi vào đỉnh của buồng đốt để được sử dụng làm nhiên liệu.
Chu trình giãn nở khép kín như vậy hiệu quả hơn quá trình đốt cháy trong động cơ tên lửa thông thường vì nó không đòi hỏi tên lửa mang thêm khí để cung cấp năng lượng cho các máy bơm.
Mỹ đã đóng một vai trò hàng đầu trong sự phát triển của công nghệ này. Động cơ RL10 đã đẩy tên lửa từ những năm 1960. Nga và châu Âu cũng đã phát triển động cơ tên lửa có lực đẩy tương tự hoặc lớn hơn.
Theo ông Chu Baoxin, khoa học gia chính của dự án động cơ tại Viện Sức đẩy Hàng không Vũ trụ Bắc Kinh, việc tăng lực đẩy của động cơ chu trình giãn nở kín là rất khó.
Một nhiệm vụ phức tạp như đổ bộ lên Mặt trăng đòi hỏi các động cơ phải bật và tắt nhiều lần. Theo nhóm nghiên cứu của ông Chu, mỗi lần bật tắt, động cơ phải tạo ra một lượng nhiệt dư thừa và truyền sang hydro lỏng, biến nó thành khí và điều khiển bơm nhiên liệu về tốc độ làm việc bình thường càng sớm càng tốt. Khi động cơ ở mức ga tối đa, áp suất của hydro hóa hơi có thể trở nên cực kỳ cao và khó xử lý. Động cơ càng lớn thì những vấn đề này càng trở nên nghiêm trọng hơn.
Các nhà khoa học tên lửa Trung Quốc cho biết họ đã tìm ra phương pháp tăng lực đẩy. Họ đã phát minh ra một bộ trao đổi nhiệt mới bao gồm nhiều thành phần giống như xương sườn có thể hấp thụ nhiệt từ bề mặt của buồng đốt và chuyển nó thành hydro lỏng với hiệu suất chưa từng có.
Các thành phần được làm bằng công nghệ in 3D mới nhất để tạo ra một bề mặt cực kỳ mịn có thể tăng tốc độ trao đổi nhiệt nhanh hơn nhiều so với các thành phần truyền thống.
Các nhà nghiên cứu cũng sử dụng hợp kim titan mới để chế tạo máy bơm nhiên liệu chạy bằng khí đốt có thể duy trì hiệu suất cao khi làm việc trong điều kiện khắc nghiệt.
Theo nhà khoa học Chu, việc đưa các phi hành gia Trung Quốc lên mặt trăng sẽ yêu cầu 4 động cơ mới hoạt động cùng nhau.
Trung Quốc và Mỹ đang trong một cuộc đua mới lên Mặt trăng. Chương trình Artemis do NASA dẫn đầu, có sự tham gia của khoảng 20 quốc gia thành viên, nhằm mục đích đưa các phi hành gia Mỹ lên Mặt trăng trong thời gian cho đến năm 2025.
Để thực hiện chương trình, NASA đã chế tạo tên lửa mạnh nhất từtrước đến nay, có tên Hệ thống Phóng Không gian, nhưng hiện nó vẫn đang nằm trên bệ phóng chờ chuyến bay thử nghiệm đầu tiên bị trì hoãn nhiều lần.
Trong khi đó, Trung Quốc đã hợp tác với Nga để xây dựng một trạm nghiên cứu quốc tế trên Mặt trăng và đặt mục tiêu đưa một phi hành gia lên bề mặt thiên thể này trước năm 2030.
Tên lửa hạng nặng của Trung Quốc dành cho sứ mạng Mặt trăng hiện vẫn đang trong quá trình phát triển.
