Sao Hỏa có khí quyển mỏng hơn nhiều so với Trái Đất. Ảnh: NASA
Trực thăng Ingenuity của NASA có thể bay quãng đường hơn 600 m dù sao Hỏa với bầu khí quyển mỏng hơn 100 lần so với Trái Đất, không phù hợp để cánh trực thăng quay. Tuy nhiên, theo tính toán của giáo sư Xu Xu và cộng sự ở Đại học Hàng không vũ trụ Bắc Kinh, drone siêu thanh nặng 500 kg có thể bay qua bề mặt sao Hỏa ở tốc độ nhanh gấp 5 lần âm thanh với tầm hoạt động 1.000 km.
Trọng lực ở sao Hỏa chỉ bằng 1/3 so với trọng lực của Trái Đất. Mật độ không khí thấp hơn dẫn tới lượng nhiệt sinh ra từ nhiễu loạn cũng ít hơn so với Trái Đất, xét ở cùng độ cao. "Chuyến bay siêu thanh đầu tiên trên sao Hỏa không thể diễn ra trong vòng 30 năm tới do nhiều vấn đề kỹ thuật cần giải quyết", Xu cho biết. "Nhưng khi con người bắt đầu thuộc địa hóa sao Hỏa và một số khu định cư xây ở các địa điểm khác nhau trên khắp hành tinh, nhu cầu di chuyển đường dài sẽ xuất hiện".
Xu và cộng sự công bố một phần nghiên cứu trên tạp chí Manned Spaceflight. Theo mô tả của họ, drone siêu thanh sử dụng nhiên liệu là magnesium bởi gần như không có oxy trên sao Hỏa. Con người không thể thở trong khí quyển sao Hỏa chứa 96% carbon dioxide. Nhưng magnesium có thể đốt cháy carbon dioxide. Các nhà khoa học Nhật Bản đề xuất sử dụng magnesium làm nhiên liệu để di chuyển trên hành tinh đỏ vào thập niên 1980. Năm 2016, một nhóm nghiên cứu NASA thiết kế cỗ máy hoạt động bằng magnesium giúp tên lửa giảm tốc khi hạ cánh xuống bề mặt hành tinh. Tuy nhiên, chưa có nhà nghiên cứu nào nghĩ tới phương tiện bay siêu thanh trên sao Hỏa do trở ngại lớn về lực đầy.
Để tăng độ hiệu quả khi dùng magnesium đốt cháy carbon dioxide, nhóm của Xu thiết kế động cơ phản lực dòng thẳng, cho phép đốt cháy bột magnesium hai lần trong các buồng riêng biệt. Phương tiện sẽ có tốc độ hành trình 6.174 km/h, thấp hơn đáng kể so với trên Trái Đất. Mẫu drone siêu thanh sẽ không có phần cánh lớn mà thuôn dài giống tên lửa hành trình.
Độ cao bay hành trình của drone siêu thanh là 5.000 m, thấp hơn máy bay thương mại, để phù hợp với bầu khí quyển mỏng của sao Hỏa. Mẫu drone sẽ cần tránh những ngọn núi cao gấp 3 lần so với đỉnh Everest. Xu và cộng sự đang trong giai đoạn chứng minh tính khả thi của công nghệ. Họ sẽ cần chế tạo nguyên mẫu cỡ nhỏ và thử nghiệm trong đường hầm gió chứa carbon dioxide để mô phỏng môi trường trên sao Hỏa. Dù hành tinh đỏ có quặng magnesium, những chuyến bay đầu tiên của phương tiện sẽ sử dụng kim loại khai thác từ Trái Đất.
An Khang (Theo SCMP)