NASA ngày 15/4 công bố kế hoạch phát triển SR-1 Freedom, tàu vũ trụ liên hành tinh sử dụng lò phản ứng hạt nhân để phát điện trong không gian. Cơ quan này đặt mục tiêu phóng tàu vào cuối năm 2028, mở đường cho hành trình bay thẳng tới Sao Hỏa. Đây được xem là bước đi đáng chú ý trong nỗ lực đưa năng lượng hạt nhân vào các sứ mệnh thám hiểm không gian sâu.

Theo MIT Technology Review ngày 14/4 theo giờ địa phương, cùng với kế hoạch xây dựng căn cứ tại cực nam Mặt Trăng và lắp đặt lò phản ứng trên bề mặt, NASA lần đầu đưa ra lộ trình cụ thể cho một tàu vũ trụ dùng lò phản ứng hạt nhân trong nhiệm vụ thực tế.

Theo kế hoạch, SR-1 Freedom sẽ sử dụng động cơ hóa học truyền thống khi rời Trái Đất. Sau khi vào không gian, tàu sẽ dùng điện tạo ra từ phản ứng phân hạch để duy trì lực đẩy trong thời gian dài. Jared Isaacman tuyên bố Mỹ đã bắt đầu khai thác năng lượng hạt nhân trong không gian, đồng thời khởi động sứ mệnh liên hành tinh dùng hạt nhân đầu tiên.

Công nghệ đẩy hạt nhân được chú ý nhờ khả năng giảm phụ thuộc vào năng lượng mặt trời và nâng hiệu quả cho các hành trình dài. Hiện nay, phần lớn tàu vũ trụ vẫn dùng hệ thống đẩy hóa học với hydro lỏng và oxy lỏng. Dù tạo lực đẩy lớn, giải pháp này bị hạn chế về hiệu quả trong các chuyến bay kéo dài. Theo các chuyên gia, nhiên liệu hạt nhân có mật độ năng lượng cao hơn nhiều so với nhiên liệu truyền thống, phù hợp hơn cho các sứ mệnh di chuyển xa và lâu trong Hệ Mặt Trời.

SR-1 nhiều khả năng sẽ áp dụng công nghệ đẩy điện hạt nhân thay vì đẩy nhiệt hạt nhân. Với cấu hình này, nhiệt từ lò phản ứng được chuyển thành điện, sau đó điện được dùng để gia tốc khí phụt. Hệ thống tạo lực đẩy không lớn, nhưng có hiệu suất cao, phù hợp với các nhiệm vụ đường dài.

Một số chi tiết về cấu hình sơ bộ của tàu cũng đã được hé lộ. SR-1 có thể bố trí hệ thống điện và hệ thống đẩy ở phía sau, trong khi lò phản ứng uranium công suất 20 kW đặt ở phía trước. Hai bên thân tàu là các tấm tản nhiệt cỡ lớn để xả nhiệt phát sinh trong quá trình phân hạch.

Theo kế hoạch, tiến độ dự án khá gấp. NASA dự kiến bắt đầu phát triển phần cứng từ tháng 6/2026, hoàn tất lắp ráp và chuẩn bị thử nghiệm trước tháng 1/2028, sau đó hướng tới mục tiêu phóng vào cuối năm 2028. Vì yêu cầu an toàn, lò phản ứng sẽ không được khởi động ngay sau khi rời bệ phóng mà chỉ vận hành khoảng hai ngày sau khi tàu vào không gian.

Dự án này nhiều khả năng sẽ tận dụng công nghệ điện và đẩy vốn được phát triển cho trạm quỹ đạo Mặt Trăng Gateway. Cách tiếp cận của NASA là kết hợp lò phản ứng hạt nhân với nền tảng hệ thống điện hiện có, từ đó mở rộng năng lực hoạt động trong môi trường không gian sâu.

Ý nghĩa của kế hoạch không chỉ nằm ở khía cạnh công nghệ mà còn gắn với chiến lược không gian của Mỹ. Nước này từng nhiều lần nghiên cứu công nghệ đẩy hạt nhân nhưng phải dừng lại vì chi phí cao và các lo ngại về an toàn. Tuy nhiên, khi cuộc đua quay trở lại Mặt Trăng và cạnh tranh trong không gian sâu ngày càng nóng lên, công nghệ đẩy hạt nhân đang được ưu tiên trở lại.

Trong bối cảnh Trung Quốc và Nga thúc đẩy kế hoạch xây dựng lò phản ứng trên bề mặt Mặt Trăng trước năm 2035, SR-1 Freedom được xem là một phần trong cuộc cạnh tranh về năng lượng hạt nhân ngoài không gian.

NASA cho biết việc vận hành lò phản ứng trong môi trường vũ trụ sẽ giúp tích lũy dữ liệu cho các kế hoạch xây dựng căn cứ trên Mặt Trăng trong tương lai. Nếu SR-1 Freedom có thể tới Sao Hỏa đúng mục tiêu, đây sẽ là phép thử quan trọng đối với tính khả thi và khả năng ứng dụng thực tế của hệ thống đẩy vũ trụ dựa trên năng lượng hạt nhân.