Nga tiếp cận năng lượng hạt nhân để chinh phục vũ trụ xa

Hôm 22/5/2021, ông Aleksandr Bloshenko, giám đốc các dự án khoa học tiên tiến của Roscosmos đã thông báo phi vụ phóng tàu vũ trụ trang bị lò phản ứng hạt nhân (với tên gọi mô đun năng lượng và vận tải – TEM) đầu tiên đã được lên kế hoạch vào năm 2030. Trước thông báo đó một tuần, một thông tin rò rỉ từ trung tâm Keldysh, một cơ quan nghiên cứu trực thuộc Roscosmos cho biết những con tàu vũ trụ động lực hạt nhân có thể được sử dụng cả vào mục đích quân sự và dân sự.

Những thông tin truyền miệng này gần như thống nhất với thông tin từ phiên điều trần tại Thượng viện Mỹ về yêu cầu cấp vốn cho NASA với con số 585 triệu USD đầu tư vào công nghệ đẩy bằng năng lượng hạt nhân trong năm tài khóa 2022 và những nỗ lực khác của nước Mỹ trong lĩnh vực này. Điều này có nghĩa là chương trình năng lượng hạt nhân ngoài vũ trụ của Nga không chỉ nhằm mục tiêu kỹ thuật, mà nó còn nhằm cả mục tiêu địa chính trị.

Ảnh minh hoạ.

Chương trình hiện nay của Nga có nền tảng từ thời Liên Xô. Liên Xô đã phóng tổng cộng 33 vệ tinh quân sự có chức năng do thám và chỉ điểm mục tiêu trang bị lò phản ứng hạt nhân vào quỹ đạo thấp quanh Trái Đất từ năm 1969 – 1988. Hầu hết các vệ tinh này dùng lò phản ứng hạt nhân phát điện loại Buk, chỉ có 2 trong số chúng là dùng lò electron nhiệt tiên tiến NPP Topaz với công suất phát điện từ 4,5 – 5,5 kW, tuy nhiên, dự án này đã bị đình chỉ năm 1986.

Đầu những năm 1990, một dự án hợp tác Nga – Mỹ nhằm mục tiêu tiếp tục phát triển lò Topaz, nhưng dự án này đã bị đình chỉ năm 1995. Trong giai đoạn 2000 – 2007, Nga cũng cố tìm cách hợp tác với Trung Quốc trong lính vực này.

Dù kinh tế suy giảm đã lâu, nhưng Matxcơva vẫn đang cố gắn tiếp tục nỗ lực độc lập của mình trong lĩnh vực sử dụng năng lượng hạt nhân trong vũ trụ từ năm 1998, và trong thời kỳ Tổng thống Dmitry Medvedev cầm quyền, những nỗ lực này đã được xác định là ưu tiên chủ chốt của điện Kremlin.

Ngân sách dành cho chương trình này của Nga trong giai đoạn 2010 – 2018 là 17 tỷ rúp, được chia cho Roscosmos 9,8 tỷ rúp và Rosatom 7,2 tỷ rúp, tương đương 560 triệu USD theo thời giá quy đổi năm 2010. Tuy nhiên, con số giải ngân thực tế được nhỏ hơn nhiều. Năm 2010, chỉ có 500 triệu rúp (16,5 triệu USD) được phân bổ cho mục đích này. Trong thập niên tiếp theo, tổng số tiền giải ngân được đạt gần 10 tỷ rúp (213 triệu USD) theo như thông tin công khai của Roscosmos và Rosatom. Kết quả của những nỗ lực này đã không đạt được như mức đầu tiên họ đề ra.

Ví dụ như yêu cầu kỹ thuật của sản phẩm đề ra là lò phản ứng hạt nhân ngoài vũ trụ có công suất 1 MW điện và động cơ đẩy dùng lực ion có công suất 50 kW. Tuy nhiên thực tế cho thấy hiện Nga mới chỉ đang phát triển các hệ thống phát điện hạt nhân YaEU-25M, YaEU-25 và YaEU-50 với công suất phát điện từ 10 – 40 kW cùng động cơ đẩy dùng lực ion công suất 25 kW. Hiện tại, có lẽ Nga mới chỉ đang dừng ở bước chạy mô hình tính toán đối với các loại lò phản ứng và động cơ có công suất lớn hơn.

Để so sánh, NASA hiện vẫn đang cố thiết kế lò phản ứng hạt nhân ngoài vũ trụ công suất 10 kW với động cơ Stirling nhằm mục đích tăng hiệu suất, hiện Nga vẫn đang xoay quanh mô hình dùng electron nhiệt, còn vấn đề sử dụng động cơ hay tuabin kết hợp lò phản ứng vẫn chỉ là lý thuyết.

Thật khó có thể tin được Nga sẽ thiết kế được lò phản ứng hạt nhân trên vũ trụ với công suất phát điện cỡ 1 MW hay các động cơ lực đẩy ion với công suất lớn hơn trong tương lai gần. Dù sao Matxcơva vẫn đang cố biến những kết quả đạt được thành những ứng dụng tiên tiến trong du hành vũ trụ xa hay chính trị đối ngoại.

Do sự sụt giảm các hoạt động nghiên cứu vũ trụ trong các phân ngành khác, cùng với điểm yếu về nền kinh tế, những vấn đề này khiến điện Kremlin phải tìm kiếm 1 con át chủ bài khác. Trong khi việc phát triển lò phản ứng hạt nhân cho các chuyến du hành khám phá vũ trụ xa còn xa mới tới đích, chính quyền cũng như ngành công ngiệp của Nga hiện đang tìm kiếm việc ứng dụng lò phản ứng hạt nhân vào vệ tinh quân sự. Những vệ tinh này có thể được dùng cho mục đích trinh sát radar hay tác chiến điện tử (gây nhiễu chẳng hạn) khi chúng được triển khai ở các quỹ đạo thấp, trung hay quỹ đạo địa tĩnh. Tuy nhiên, hiện vẫn chưa có thử nghiệm nào về những vệ tinh như vậy được tiến hành, đồng nghĩa với việc Matxcơva chưa sẵn sàng biên chế những vệ tinh như vậy trong tương lai gần.

Thêm nữa, việc quảng bá tàu vũ trụ động lực hạt nhân có thể được các đơn vị công nghiệp hạt nhân và vũ trụ Nga sử dụng như một công cụ để xin ngân sách, nhằm thúc đẩy chương trình nghiên cứu chậm chạp và mạo hiểm này.

Về phần mình, điện Kremlin vẫn đang cố gắng nhập nhèm về mục đích thực của mình. Họ đã đưa ra “Chiến lược phát triển năng lượng hạt nhân trong vũ trụ tính đến năm 2030 vào năm 2019, đồng thời ban hành các chính sách liên quan lần đầu tiên năm 1998. Kể cả nếu các vệ tinh quân sự Nga sử dụng năng lượng hạt nhân xuất hiện vào năm 2030, nó cũng không mang lại những thay đổi đáng kể trong lĩnh vực kỹ thuật và quân sự.

Tuy nhiên, Matxcơva vẫn đang cố đánh bóng nó dưới dạng một công cụ giúp thay đổi ưu thế về chính trị. Một là, Nga vẫn liên tục ủng hộ việc cấm đặt vũ khi ngoài vũ trụ. Hai là, Nga sẽ không thể đứng vững trong nhóm dẫn đầu về công nghệ vũ trụ khi không hợp tác với các nước khác trong lĩnh vực, do đó các lãnh đạo Nga coi công nghệ hạt nhân trong vũ trụ là 1 cách để phát triển hợp tác, thậm chí ngay cả trong giai đoạn phương Tây ngày càng thù địch như hiện nay.

Động cơ đẩy dùng lực ion (Ion Thruster) dòng SPT-100 của Nga đã được sử dụng trên các vệ tinh từ năm 1994.