Buồm Mặt trời được xem là một trong những công nghệ đầy hứa hẹn giúp con người khám phá những vùng xa xôi của vũ trụ mà không cần mang theo lượng lớn nhiên liệu. Theo một nghiên cứu mới công bố trên tạp chí Acta Astronautica, công nghệ này đang có những bước tiến đáng kể.

Buồm Mặt trời hoạt động dựa trên áp suất bức xạ của ánh sáng phát ra từ Mặt trời. Mặc dù các photon không có khối lượng, chúng vẫn mang động lượng và có thể tạo ra một lực rất nhỏ khi va chạm với bề mặt phản xạ.

Nếu sử dụng một tấm buồm cực lớn, siêu nhẹ và đủ bền, tàu vũ trụ có thể liên tục tăng tốc mà không cần đốt nhiên liệu như các tên lửa truyền thống, theo trang phys.org ngày 3-6.

Ý tưởng này đã được chứng minh về mặt thực nghiệm qua một số sứ mệnh thử nghiệm, trong đó nổi bật là tàu IKAROS của Nhật Bản. Tuy nhiên việc đưa công nghệ buồm Mặt trời vào các sứ mệnh quy mô lớn vẫn còn nhiều rào cản.

Trong nghiên cứu mới, các nhà khoa học thuộc Đại học Imperial College London (Anh) đã đánh giá khả năng thực hiện của ba dự án tiêu biểu.

Dự án đầu tiên là Solar Cruiser của NASA, dự kiến sử dụng buồm Mặt trời khổng lồ để nghiên cứu thời tiết không gian gần Trái đất. Dự án thứ hai, Svarog, hướng tới việc đưa tàu vũ trụ ra khỏi Hệ Mặt trời bằng cách bay sát Mặt trời để nhận lực đẩy cực mạnh từ bức xạ.

Tham vọng nhất là Breakthrough Starshot, kế hoạch sử dụng buồm Mặt trời để đưa các tàu siêu nhỏ tới hệ sao Alpha Centauri, cách Trái đất hơn 4 năm ánh sáng.

Kết quả cho thấy Solar Cruiser là dự án gần với khả năng hiện thực hóa nhất. Công nghệ hiện nay chỉ cần được cải thiện khoảng 2-3 lần để đáp ứng yêu cầu của sứ mệnh.

Trong khi đó các dự án liên sao như Breakthrough Starshot đòi hỏi bước nhảy vọt về kỹ thuật, với nhiều thông số cần cải thiện hàng trăm lần so với khả năng hiện tại.

Các nhà nghiên cứu xác định ba thách thức lớn nhất gồm kiểm soát hướng của buồm trong không gian, xử lý nhiệt lượng cực lớn khi cánh buồm hoạt động gần Mặt trời và chế tạo vật liệu siêu mỏng nhưng vẫn đủ cứng để duy trì hình dạng trong quá trình bay.

Nhóm nghiên cứu cho rằng việc thử nghiệm trực tiếp các linh kiện trong môi trường không gian là yếu tố quan trọng để giảm rủi ro công nghệ. Đồng thời kêu gọi tăng cường hợp tác giữa các lĩnh vực như vật liệu học, kỹ thuật hàng không vũ trụ và quang học để thúc đẩy sự phát triển của buồm không gian.

Dù còn nhiều trở ngại, các chuyên gia nhận định buồm Mặt trời vẫn là một trong những công nghệ triển vọng nhất cho các sứ mệnh thám hiểm không gian sâu trong tương lai.

Giấc mơ du hành tới các vì sao gần nhất có lẽ vẫn cần thêm nhiều thập kỷ nghiên cứu và đột phá công nghệ trước khi trở thành hiện thực.

Trung Quốc đưa 'phôi nhân tạo' lên vũ trụ, nghiên cứu việc sinh con ngoài Trái đất

Trung Quốc đã đưa các phôi nhân tạo lên Trạm vũ trụ Thiên Cung, nhằm nghiên cứu liệu con người có thể sinh sản trong môi trường không trọng lực hay không.