Chương 71: Ngọn Lửa Lorentz

Thuộc tiểu thuyết Toàn Cầu Công Nghệ: Thao Túng Kỷ Nguyên

Tác giả: · Thể loại: Đô Thị · Đăng ngày · 1982 từ · khoảng 10 phút đọc

Buồng mô phỏng không gian vũ trụ sâu hình trụ dài mười hai mét nằm sâu trong lòng đất dưới tòa nhà thí nghiệm số 3 của Viện AIMR.

Toàn bộ thân vỏ buồng đúc bằng thép hợp kim chịu áp lực hai lớp. Giữa hai lớp vỏ là lớp chân không cách nhiệt và màng nitơ lỏng duy trì nhiệt độ âm một trăm chín mươi sáu độ C. Bên trong lòng buồng, các bơm phân tử turbo công suất lớn đang làm việc hết công suất. Đồng hồ áp suất chân không kim điện tử dừng lại ở mức mười mũ âm năm torr. Môi trường lạnh sâu và chân không tuyệt đối của quỹ đạo Trái Đất đã được tái lập trọn vẹn.

Nguyễn Thành Nam đứng cạnh giá đỡ động cơ thử nghiệm. Anh mặc áo blouse trắng viền xanh, đeo găng tay chống tĩnh điện.

Trên bệ thử nghiệm cơ điện tử treo bằng đệm khí không ma sát, cụm động cơ phản lực plasma từ trường KN-MPD01 nhỏ gọn như một chiếc phích nước kim loại. Đường kính miệng loa chỉ vỏn vẹn hai mươi lăm phân. Toàn bộ thân động cơ được gia công từ phôi hợp kim nano Titanium-Carbon KN-TiC01 sáng bóng ánh kim loại xám sẫm.

Chú Bảy cầm chiếc kính lúp công nghiệp soi vào khe hở điện cực bên trong miệng loa:

"Điện cực cathode vonfram pha lanthana tao đã mài góc côn bốn mươi lăm độ rồi Nam. Bề mặt tiện bóng đạt cấp độ quang học. Tao đo khe hở giữa đầu nhọn cực âm và vòng cực dương anode bằng căn lá đồng, bốn phía đều tăm tắp đúng ba milimét."

Nam ghé mắt kiểm tra, gật đầu hài lòng:

"Rất chuẩn chú Bảy. Trong động cơ MPD, vonfram nguyên chất sẽ bị hồ quang ion bắn phá làm rỗ bề mặt sau vài chục giờ. Nhờ pha thêm hai phần trăm oxit lanthana, công thoát điện tử của cathode giảm xuống còn hai phẩy sáu electron-volt. Cực âm sẽ phóng điện tử ở nhiệt độ thấp hơn, giúp tuổi thọ điện cực tăng gấp năm lần."

Lê Vân từ bàn pha chế khí bước sang, tay xách theo bình thép chứa khí trơ áp suất cao:

"Hệ thống van điều áp vi dòng đã nạp đầy khí argon siêu tinh khiết sáu số chín. Lưu lượng khí thử nghiệm cài đặt ở mức hai mươi miligam mỗi giây."

"Còn hệ thống làm mát vòng cực dương anode?" Nam hỏi.

"Ống đồng bọc quanh anode kết nối với bơm tuần hoàn fluorocarbon khép kín," Vân chỉ vào cụm tản nhiệt phía sau. "Nhiệt lượng tỏa ra sẽ truyền thẳng ra vách làm lạnh nitơ lỏng của buồng chân không. Anode đồng đỏ sẽ không bị nóng chảy dù dòng hồ quang chạm ngưỡng hàng nghìn am-pe."

Đại tá Trần Quang Vĩnh cùng hai sĩ quan kỹ thuật Cục 701 mở cửa buồng quan sát bước vào. Vị đại tá nhìn cỗ máy kim loại nhỏ bé nằm giữa lồng chân không khổng lồ, ánh mắt lộ vẻ ngạc nhiên:

"Cái ống kim loại dài chưa đầy nửa mét này mà đẩy được vệ tinh và tàu thám hiểm bay quanh quỹ đạo thật sao Nam?"

Nam mỉm cười, bước lại bảng điều khiển chính:

"Động cơ tên lửa hóa học truyền thống đốt cháy nhiên liệu để tạo lực đẩy lớn, nhưng vận tốc phụt khí chỉ đạt tối đa bốn cây số một giây. Chúng ngốn hàng chục tấn nhiên liệu chỉ trong vài phút. Ngược lại, động cơ plasma từ trường MPD của chúng ta dùng điện năng để gia tốc các hạt ion."

Anh chạm tay vào màn hình mô phỏng vectơ lực Lorentz:

"Dòng điện hồ quang cực lớn chạy từ cathode xuyên qua dòng khí argon tới anode, tạo ra một từ trường xoay vòng cực mạnh bao quanh trục động cơ. Tương tác giữa dòng điện xuyên tâm và từ trường phương vị sinh ra lực từ Lorentz dọc trục. Lực này bắn luồng khí ion hóa ra khỏi miệng loa với vận tốc bốn mươi lăm kilômét một giây."

"Bốn mươi lăm cây số một giây!" Đại tá Vĩnh khẽ thốt lên. "Nhanh gấp mười lần vận tốc khí phụt của tên lửa Soyuz hay Falcon 9!"

"Đúng vậy," Nam dõng dạc. "Vận tốc phụt cực cao giúp xung lực riêng Isp của động cơ đạt bốn nghìn năm trăm giây. Một bình khí argon năm mươi kilôgam đủ sức duy trì lực đẩy cho một vệ tinh trinh sát hoạt động bền bỉ mười năm trên quỹ đạo mà không sợ cạn kiệt nhiên liệu."

Hoàng Tuấn từ phòng trạm nguồn điện bước ra, tay cầm bộ đàm:

"Dàn siêu tụ điện graphene và hệ thống biến tần cao tần đã nạp đầy điện áp năm trăm vôn. Nguồn điện thử nghiệm sẵn sàng phóng dòng năm nghìn am-pe."

"Kiểm tra cảm biến đo lực đẩy vi mô," Nam ra lệnh qua micro.

Kỹ sư phụ trách trắc nghiệm trả lời:

"Cảm biến đo dịch chuyển laser giao thoa trên bệ treo đệm khí đã về vị trí không. Độ nhạy đạt một phần trăm mili-niu-tơn."

"Bắt đầu chu trình phóng hồ quang," Nam dứt khoát ấn nút điều khiển màu vàng.

"Mở van cấp khí argon," Vân đọc to thông số. "Áp suất dòng khí ổn định ở mức không phẩy năm bar."

"Kích hoạt điện áp mồi xung cao tần!"

Tách!

Một tia chớp nhỏ lóe lên tại đầu nhọn cathode vonfram. Dòng khí argon bao quanh lập tức bị ion hóa thành luồng khí dẫn điện.

Ngay khi mạch dẫn hình thành, hệ thống siêu tụ phóng xả toàn bộ dòng điện năm nghìn am-pe qua khe hở ba milimét.

Vù!

Không có tiếng nổ gầm rú như động cơ phản lực không khí. Bên trong buồng chân không sâu thẳm, một cột sáng plasma màu xanh lam ánh tím bùng cháy rực rỡ từ tâm miệng loa.

Cột plasma dài chừng sáu mươi phân, thẳng tắp và sắc lẹm như một lưỡi gươm ánh sáng.

Nhiệt độ bên trong lõi luồng hạt ion hóa vọt lên trên hai mươi nghìn độ C. Dưới tác động của lực từ Lorentz tự sinh, hàng tỷ tỷ ion argon mang điện tích dương bị gia tốc tới vận tốc cực đại bốn mươi lăm nghìn mét mỗi giây, phụt thẳng về phía tấm bia chắn bẫy năng lượng bằng gốm graphit ở cuối buồng chân không.

"Đã thiết lập trạng thái phóng hồ quang tự trường ổn định!" Lâm reo lên qua màn hình giám sát.

Nam dán mắt vào bảng đồng hồ hiển thị lực kế điện tử.

Chiếc kim đo trên màn hình số nhích dần: một niu-tơn... một phẩy tám niu-tơn... hai phẩy năm niu-tơn!

Con số dừng lại vững vàng ở mức hai phẩy năm niu-tơn. Bệ treo đệm khí hơi lùi lại phía sau đúng ba milimét dưới áp lực phản lực không ngừng nghỉ của luồng plasma.

"Lực đẩy ổn định hai phẩy năm niu-tơn!" Vân xúc động đọc lớn số liệu. "Hiệu suất chuyển đổi điện năng thành động năng đạt năm mươi tám phần trăm! Vận tốc xả thực tế đo bằng máy đo phổ Doppler đạt bốn mươi sáu phẩy hai kilômét một giây!"

Đại tá Vĩnh nhìn chăm chú vào ngọn lửa màu lam huyền ảo qua ô kính thạch anh. Dù lực đẩy hai phẩy năm niu-tơn chỉ tương đương trọng lượng của một quả táo trên mặt đất, nhưng trong môi trường không trọng lực của không gian, lực đẩy liên tục này sẽ biến thành gia tốc khổng lồ đưa con tàu lướt đi vạn dặm.

"Nhiệt độ đầu cực cathode thế nào chú Bảy?" Nam hỏi nhanh.

Chú Bảy theo dõi camera hồng ngoại nhiệt kế:

"Cathode vonfram duy trì ở mức một nghìn sáu trăm độ C. Đỉnh côn không hề bị chảy rữa. Áo nước anode đồng đỏ ở mức năm mươi độ C. Dòng nhiệt tải ra ngoài rất đều đặn."

"Duy trì chế độ chạy thử nghiệm độ bền trong sáu giờ liên tục," Nam chỉ thị. "Chúng ta cần chứng minh động cơ này có thể chịu tải mà không bị rò rỉ hồ quang."

Thời gian chầm chậm trôi qua.

Gian phòng thí nghiệm chỉ còn lại tiếng rì rầm êm ái của máy bơm phân tử và tiếng quạt gió giải nhiệt biến tần. Ngọn lửa xanh biếc của chùm plasma Lorentz vẫn rực sáng kiên định giữa buồng chân không giá lạnh. Không có bất kỳ đợt sụt áp hay dao động bất thường nào xảy ra.

Một giờ. Ba giờ. Sáu giờ trôi qua.

Đồng hồ đếm ngược vang lên hồi chuông dứt khoát.

Nam gạt cần ngắt dòng điện hồ quang.

Lưỡi kiếm plasma màu xanh lam vụt tắt. Buồng chân không trở lại màn đêm u tĩnh. Bệ đỡ treo đệm khí từ từ trôi về vị trí cân bằng ban đầu.

"Kết thúc thử nghiệm chạy tải sáu giờ liên tục!" Lâm công bố kết quả. "Độ hao mòn khối lượng điện cực cathode dưới một phần mười miligam. Hệ số suy hao lực đẩy bằng không."

Đại tá Vĩnh bước tới vỗ mạnh vào vai Nam, nét mặt ngập tràn vẻ phấn chấn:

"Thế là chúng ta đã có đôi cánh để bay lượn trên quỹ đạo rồi! Có động cơ này, vệ tinh radar của chúng ta có thể chủ động né tránh mảnh vỡ vũ trụ và thay đổi quỹ đạo trinh sát bất cứ lúc nào."

"Không chỉ vệ tinh đâu Đại tá," Nam cười đáp. "Đây là động cơ chuẩn bị cho những chuyến bay liên hành tinh trong tương lai."

Đúng khoảnh khắc đó, luồng nhiệt lượng quen thuộc trong lồng ngực Nam khẽ dâng trào. Vầng sáng từ Quả cầu AI Khởi Nguyên (Origin Core) bừng nở rực rỡ, chiếu rọi tâm trí anh cùng những hàng chữ dữ liệu xanh biếc:

*Hệ thống ghi nhận: Chế tạo và thử nghiệm thành công Động cơ phản lực plasma từ trường Magnetoplasmadynamic thế hệ một (KN-MPD01).*

*Đột phá công nghệ động lực đẩy không gian: Xung lực riêng đạt 4.500 giây, vận tốc xả 45 km/s, vận hành bền bỉ 6 giờ trong buồng chân không lạnh sâu.*

*Thưởng điểm ảnh hưởng: +300 Điểm Cấp 2. Điểm tích lũy hiện tại: 8.950 / 15.000 Điểm Cấp 2.*

*Mở khóa gói công nghệ lõi: Thiết kế pin nhiệt điện đồng vị phóng xạ mini Radioisotope Thermoelectric Generator (RTG) và gốm cách nhiệt LEO đa lớp.*

Dòng sơ đồ chi tiết của khối nguồn phát điện hạt nhân mini RTG sử dụng đồng vị phóng xạ an toàn lập tức in sâu vào trí nhớ Nam. Cùng với động cơ MPD, đây sẽ là nguồn năng lượng vĩnh cửu giúp các thiết bị không gian hoạt động trong vùng bóng tối của quỹ đạo Trái Đất.

Nam khẽ chớp mắt, hít sâu luồng không khí mát mẻ của phòng sạch. Anh quay sang nhìn Lê Vân và chú Bảy:

"Động cơ MPD đã vượt qua thử nghiệm mặt đất. Bước tiếp theo của chúng ta là lắp ráp nguyên mẫu vệ tinh radar khẩu độ tổng hợp Lạc Hồng 01."

"Khung thân vệ tinh bằng hợp kim titan-carbon và mảng pin mặt trời màng mỏng graphene đã sẵn sàng tại phòng sạch SHTP rồi anh," Vân hào hứng tiếp lời.

"Tốt," Nam gật đầu.

Anh cầm chiếc cờ lê lực, tự tay siết chặt bốn bu-lông bảo vệ nắp khoang buồng chân không. Tiếng kim loại va chạm đanh gọn vang lên giòn giã giữa gian xưởng tĩnh lặng, báo hiệu một hành trình mới chính thức bắt đầu.