Một công ty Mỹ đang nghiên cứu chế tạo tên lửa động cơ phản vật chất đầu tiên trên thế giới, với tốc độ gấp nhiều lần tàu vũ trụ nhanh nhất hiện nay.

Tàu vũ trụ Voyager 1 là vật thể bay có tốc độ lớn nhất hiện tại của con người, khoảng 14 km một giây, có khả năng bay ra ngoài hệ Mặt Trời sau vài năm. Tuy nhiên, tốc độ đó không là gì so với các khoảng cách trong vũ trụ. Thiên hà Andromeda gần chúng ta nhất cũng cách Trái Đất 2,5 triệu năm ánh sáng.

"Tốc độ 14 km một giây thực sự rất chậm, nếu tính tới các khoảng cách rất xa trong vũ trụ", Ryan Weed phát biểu tại Hội nghị Wired 2015 hôm 16/10. Ông là đồng sáng lập và Giám đốc điều hành của Positron Dynamics, công ty có trụ sở tại California và liên kết với nhiều công ty vũ trụ hàng không khác như SpaceX và Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA). "Chúng ta cần một tên lửa tốt hơn rất nhiều, một cách ưu việt hơn để có thể bay ra ngoài vũ trụ".

Năng lượng từ phản vật chất thu được từ một quá trình gọi là "triệt tiêu". Đây là một tính chất độc đáo của phản vật chất: khi cho phản vật chất và vật chất va chạm vào nhau, chúng sẽ tự triệt tiêu nhau và sinh ra năng lượng tinh khiết. Đây là sự chuyển đổi vật chất thành năng lượng trực tiếp nhất.

Để dễ hình dung sự mạnh mẽ của động cơ phản vật chất, Weed lấy ví dụ nếu bạn có 20 hạt muối và 20 hạt "phản vật chất muối" va chạm với nhau, năng lượng tạo ra sẽ tương đương với hơn 1.800 tấn nhiên liệu tên lửa thông thường, hoặc tương đương với năng lượng mà cả thành phố London sử dụng trong một ngày.

Với động cơ phản vật chất, tên lửa có thể bay vòng quanh Trái Đất trong ba giây, tới sao Hỏa trong vài tuần, tới sao Diêm Vương trong vài tháng và tới hệ sao Alpha Centauri mất khoảng 40 năm. Với tốc độ của Voyager 1, cần tới 30.000 năm để tới được hệ sao này.

Tuy nhiên, công nghệ hiện nay chưa cho phép khai thác nguồn nhiên liệu này. Các hạt positron, phản vật chất của electron dự định được sử dụng, vẫn chỉ tồn tại ở trạng thái nhiệt độ rất cao, chưa thể điều khiển được.

"Với công nghệ hiện nay, cứ 1.000 positron thì chỉ khai thác được một để tạo ra năng lượng, hiệu suất quá thấp", Weed giải thích. Để giải quyết vấn đề này, Weed và nhóm nghiên cứu của ông đã gửi một bằng sáng chế về một hệ thống "Hạ nhiệt positron sử dụng điện từ trường kết hợp với chất bán dẫn".

Mục tiêu trước mắt của công ty là chế tạo một vệ tinh cỡ hộp đựng giày, sử dụng động cơ phản vật chất phóng vào quỹ đạo. Nếu thành công, dự án không chỉ phục vụ mục tiêu du hành vũ trụ trong tương lai, mà còn có thể giúp giảm đáng kể chi phí phóng vệ tinh lên các quỹ đạo thấp của các công ty công nghệ như Google, Samsung. Samsung đang có kế hoạch phóng 5.000 vệ tinh để tạo ra một hệ thống mạng băng thông rộng trên toàn cầu.