“太阳鸟” động cơ đạt cột mốc plasma đầu tiên, tiến bộ lớn trong năng lượng nhiệt hạch

Một thiết bị nguyên mẫu đặt tại phòng thí nghiệm Bletchley ở Vương quốc Anh đã tiến một bước lớn trong giấc mơ không gian bị trì hoãn nhiều lần.

Vào ngày 25 tháng 3 năm 2026, công ty đẩy không gian có trụ sở tại Vương quốc Anh, Pulsar Fusion, đã công bố rằng hệ thống xả của động cơ hạt nhân “Chim mặt trời” đã thành công trong việc đạt được điểm đánh lửa “plasma” lịch sử đầu tiên. Đây là lần đầu tiên nhân loại thành công trong việc đốt cháy plasma bên trong động cơ tên lửa hạt nhân, thông tin được công bố qua livestream tại hội nghị MARS ở California do nhà sáng lập Amazon, Jeff Bezos, chủ trì, với sự tham dự của các nhà khoa học hàng đầu trong lĩnh vực giải thưởng Nobel, phi hành gia và robot.

Đây không phải là một buổi trình diễn, mà là một điểm kỹ thuật.

Để hiểu rõ ý nghĩa của cuộc đột phá này, cần phải làm rõ “plasma” và “đẩy hạt nhân” có nghĩa gì trong khía cạnh kỹ thuật.

Plasma là trạng thái thứ tư của vật chất, là trạng thái ion hóa cao của khí khi các electron rời khỏi hạt nhân ở nhiệt độ cực cao, có thể lên tới hàng trăm triệu độ C. Nguyên lý cốt lõi của đẩy hạt nhân là sử dụng từ trường và điện trường để giam giữ đám hạt mang điện cực nóng này, và phun chúng ra từ ống xả với tốc độ cực cao, từ đó tạo ra lực đẩy.

Tất cả các hệ thống đẩy không gian hiện nay đều đối mặt với một tình huống khó khăn: tên lửa hóa học có lực đẩy lớn nhưng tốc độ xả thấp, tiêu tốn nhiên liệu khủng khiếp; trong khi hệ thống đẩy điện hiệu quả cao nhưng lực đẩy cực nhỏ, tăng tốc chậm như rùa. Tiềm năng của đẩy hạt nhân nằm ở chỗ nó có thể cân bằng cả hai: vừa cung cấp lực đẩy cao, vừa đạt được tốc độ xả cực cao, lý thuyết có thể cung cấp lực đẩy gấp khoảng 1000 lần so với các hệ thống truyền thống, giúp tàu vũ trụ đạt tốc độ khoảng 800.000 km/h.

Với tốc độ này, chuyến đi đến Sao Hỏa sẽ được rút ngắn từ vài tháng hiện tại xuống còn vài tuần.

Mục tiêu của thử nghiệm lần này của Pulsar Fusion chính là sự giam giữ và dẫn hướng plasma trong hệ thống xả. Trong thí nghiệm, khí krypton được sử dụng làm propellant, vì nó có hiệu suất ion hóa cao và tính chất ổn định ở lưu lượng khối cần thiết, thuận tiện cho việc quan sát và ghi lại hành vi của plasma trong giai đoạn thử nghiệm ban đầu. Các nhà nghiên cứu đã kết hợp sử dụng điện trường và từ trường để hướng dẫn các hạt mang điện đi qua ống xả. Giám đốc điều hành công ty, Richard Dinan, đã mô tả đây là “lần đầu tiên chúng tôi thấy sự hiện diện thực sự của kiến trúc vật lý của hệ thống xả hạt nhân”.

Nói thẳng ra, thử nghiệm này còn rất xa so với một tàu vũ trụ liên hành tinh thực sự.

Hiện tại, điều hoàn thành là xác minh cơ bản về sự giam giữ plasma trong hệ thống xả, vẫn chưa bước vào giai đoạn đo lực đẩy. Bước tiếp theo, Pulsar sẽ sử dụng hệ thống cân bằng lực đẩy, đầu dò E×B và thiết bị đo RPA để thu thập dữ liệu chi tiết về lực đẩy và tốc độ xả, những dữ liệu này sẽ xác định các thông số thiết kế cho các nhiệm vụ Chim mặt trời tiếp theo.

Về mặt kỹ thuật, công ty cũng dự định nâng cấp hệ thống từ trường thành nam châm siêu dẫn nhiệt độ cao đất hiếm để tạo ra lực giam giữ từ trường mạnh hơn, cho phép thí nghiệm diễn ra ở mật độ plasma và áp suất cao hơn. Mục tiêu lâu dài là đạt được “chu trình nhiên liệu tổng hợp không neutron”, tức là sử dụng phản ứng tổng hợp hydro-boron và các phản ứng khác không tạo ra bức xạ neutron lớn, nhằm giải quyết nhanh chóng vấn đề hao mòn vật liệu tường phản ứng dưới tác động của neutron. Để làm điều này, Pulsar đã hợp tác với Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Vương quốc Anh để nghiên cứu tác động lâu dài của bức xạ neutron đối với vật liệu.

Lợi thế tự nhiên của đẩy hạt nhân trong không gian đến từ đặc tính của môi trường không gian: nhiệt độ cực thấp và chân không gần như hoàn hảo, chính là điều kiện lý tưởng để duy trì plasma hoạt động ổn định, điều này là lý do tại sao tổng hợp hạt nhân rất khó thực hiện trên Trái Đất nhưng lại có tính khả thi độc đáo trong không gian.

Từ một góc độ vĩ mô hơn, quy mô kinh tế không gian toàn cầu dự kiến sẽ vượt 1,8 nghìn tỷ đô la Mỹ trước năm 2035. Trong thị trường đang mở rộng nhanh chóng này, tốc độ đẩy trực tiếp tương đương với giá trị kinh tế: bay nhanh hơn, hàng hóa, con người và cơ sở hạ tầng lưu thông nhanh hơn, thời gian bắt đầu tạo ra lợi nhuận từ tài sản không gian càng ngắn. Pulsar Fusion khẳng định rằng, đẩy liên hành tinh nhanh hơn “không chỉ là mục tiêu khoa học mà cũng là mục tiêu kinh tế”.

Chim mặt trời vẫn chưa bay lên, nhưng nó đã tạo ra ngọn lửa đầu tiên. Đối với một công nghệ trước đây chỉ tồn tại trong lý thuyết và mô hình máy tính, ngọn lửa này có ý nghĩa vượt xa nhiệt độ của nó.