Du hành đến hành tinh khác đắt cỡ nào?

Dù một số ý tưởng thú vị và sáng tạo được đưa ra trong nhiều năm qua, không khái niệm nào cho người ta cái nhìn rõ ràng về chi phí thực hiện giấc mộng du hành vũ trụ liên sao.

Nguyên nhân bởi năng lượng cần thiết để một tàu vũ trụ di chuyển từ ngôi sao này sang ngôi sao khác là cực lớn, đặc biệt với những tàu có phi hành đoàn. Chưa kể, di chuyển với tốc độ chỉ bằng một phần nhỏ tốc độ ánh sáng cũng rất khó khăn.

Du hành liên sao vẫn chỉ là giấc mơ chỉ có trên phim ảnh. Ảnh: Interstella.

Muôn vàn khó khăn

Ngoài ra là những vấn đề về chi phí. Việc đưa các phi hành gia lên Mặt Trăng trong chương trình Apollo từ 1961-1973 tiêu tốn khoản phí khổng lồ 150 tỷ USD. Trước đó, các chương trình bước đệm đưa người Mỹ lên quỹ đạo tiêu hao 13 tỷ USD. Cộng tất cả con số trên, Mỹ đã chi 163 tỷ USD từ 1958-1972.

Để so sánh, chương trình Artemis đưa con người trở lại Mặt Trăng vào năm 2024 dự tính tiêu tốn 35 tỷ USD. Chi phí này chưa bao gồm các phụ phí phát triển hệ thống hạ cánh, lập trình robot.

Đến Mặt Trăng đã tốn chừng đó tiền, du hành liên sao còn ngốn chừng nào?

Kể từ những buổi đầu kỷ nguyên khám phá không gian, nhiều đề xuất mang tính lý thuyết được đưa ra để tàu vũ trụ đến các ngôi sao gần nhất.

Đơn cử như dự án Orion (1958-1963) sử dụng lực đẩy từ đầu đạn hạt nhân. Hệ thống này lực đẩy này khá đơn giản và hiệu quả, về mặt lý thuyết có thể đạt 5% tốc độ ánh sáng.

Nhiều dự án ra đời nhằm phục vụ cho việc du hành ra ngoài Hệ Mặt Trời. Ảnh: Joe Bergeron.

Theo ước tính vào năm 1968, một tàu vũ trụ Orion sẽ có trọng lượng từ 400.000 - 4.000.000 tấn. Chi phí xây dựng con tàu vũ trụ như vậy khoảng 367 tỷ USD (2,75 nghìn tỷ USD ngày nay). Con số này khoảng 78% doanh thu của chính phủ Mỹ trong năm 2019, hoặc 10% GDP cả đất nước.

Một ý tưởng khác là chế tạo tên lửa dựa vào phản ứng nhiệt hạch. Hiệp hội Liên hành tinh Anh (BIS) nghiên cứu ý tưởng này từ năm 1973-1978 trong dự án Daedalus.

Kết quả thiết kế cho ra tàu vũ trụ dùng lực đẩy bằng cách nung chảy các viên nén Heli-3 trong buồng phản ứng sử dụng tia laser điện tử. Plasma năng lượng cao sinh ra sau đó chuyển đổi thành lực đẩy bởi vòi phun từ tính.

Theo ước tính, công nghệ này mất 50 năm để đưa con tàu đến được sao Barnard (cách chúng ta chưa đầy 6 năm ánh sáng). Nếu đến Cận tinh (sao lùn đỏ cách Hệ Mặt Trời xấp xỉ 4,2 năm ánh sáng), có lẽ phải mất đến 36 năm.

Chưa kể, một con tàu Daedalus chạy đầy nhiên liệu sẽ nặng tới 60.000 tấn, có giá 6 nghìn tỷ USD.

Giấc mơ còn trên giấy

Một ý tưởng táo bạo khác là nhờ lực đẩy phản vật chất. Phản ứng triệt tiêu giữa phản hạt và hạt giải phóng năng lượng ngang một vụ nổ nhiệt hạch, hoặc có thể so sánh như một trận mưa hạt hạ nguyên tử.

Những hạt này di chuyển nhanh bằng 1/3 tốc độ ánh sáng. Theo nhà khoa học Robert Frisbee của NASA, một tên lửa phản vật chất cần khoảng 900.000 tấn nhiên liệu để bay đến Cận tinh trong 40 năm. Nhưng chi phí sản xuất dù chỉ một gam nhiên liệu phản vật chất cũng lên đến 1 nghìn tỷ USD.

Kể từ những buổi đầu kỷ nguyên khám phá không gian, nhiều đề xuất mang tính lý thuyết được đưa ra để tàu vũ trụ đến các ngôi sao gần nhất. Ảnh: Space.

Nghiên cứu lạc quan hơn của bộ đôi Tiến sĩ Darrel Smith và Jonathan Webby thuộc Đại học Hàng không Embry Riddle cho hay tàu vụ trụ nặng 441 tấn và 187 tấn nhiên liệu phản vật chất có thể đạt 0,5 tốc độ ánh sáng.

Tốc độ này giúp loài người chỉ mất 8 năm để đến Cận tinh. Tuy nhiên, vẫn không có gì đảm bảo nhân loại có thể sản xuất được chừng đó phản vật chất.

Dù vậy, những dự án thăm dò các ngôi sao trong vòng đời của chúng ta có thể khả thi, nếu sử dụng năng lượng lực đẩy có hướng (Directed Energy Propulsion). Tuy nhiên, tàu thăm dò dùng công nghệ này chỉ có thể gửi thông tin về Trái Đất chứ không giúp loài người đặt chân lên hành tinh ngoại khác.

Cho đến hiện tại, vẫn chưa có công nghệ nào đáp ứng được các ý tưởng trên lẫn giảm chi phí vận hành nên trong thực tế, du hành liên sao vẫn chỉ là kế hoạch trên giấy.

Đại Việt

Science Alert