fbpx
Hướng dẫn quan sát

Đài thiên văn Arecibo biến mất | Có nên xây dựng một công trình thay thế trên Mặt trăng?

NASA cuối cùng có thể nghiêm túc với ý tưởng xây dựng một kính viễn vọng vô tuyến khổng lồ trong miệng núi lửa trên Mặt Trăng sau khi đài thiên văn Arecibo bị sập.

Khi Đài thiên văn Arecibo 60 năm tuổi sụp đổ vào năm 2020, sự cố này không chỉ đổ sập một trong những kính viễn vọng vô tuyến ưu việt của thế giới mà còn giáng một đòn lớn vào tương lai của ngành thiên văn học vô tuyến. Arecibo có thể đã cũ, nhưng nó cũng có những khả năng độc đáo khiến nó trở nên lý tưởng để nghiên cứu những thứ như sóng hấp dẫn, lập bản đồ bề mặt của các tiểu hành tinh khi chúng vượt qua Trái Đất. 

Đọc thêm: SẬP kính thiên văn huyền thoại Arecibo

Giờ đây, các nhà thiên văn vô tuyến trên khắp thế giới đang tranh luận về điều gì sẽ xảy ra tiếp theo. Liệu Arecibo có được xây dựng lại một lần nữa không? Nếu như vậy thì kinh phí từ đâu? 

Những câu hỏi đó không dễ dàng có câu trả lời, nhưng các cuộc tranh cãi đang diễn ra. Các kế hoạch sơ bộ về một kính thiên văn vô tuyến mang tính cách mạng khác tiếp tục thực hiện từng ngày. Và thật thú vị, những cuộc hội ý này đã khiến NASA xem xét lại ý tưởng táo bạo này, cách đây nửa thế kỷ: xây dựng một kính viễn vọng vô tuyến khổng lồ trên bề mặt của Mặt Trăng. 

Thiết kế của Arecibo được lên kế hoạch từ việc xây dựng trong một hố sụt tự nhiên ở Puerto Rico. Tương tự, các nhà thiên văn có thể sử dụng các miệng núi lửa hiện có trên Mặt Trăng để xây dựng một kính viễn vọng vô tuyến trên Mặt Trăng với giá (tương đối) rẻ; tác động vào các tảng đá không gian. Không giống như Trái Đất, Mặt Trăng không có thời tiết hoặc gió để đẩy nhanh quá trình xói mòn. Ngay cả lực hút của bản thân nó cũng yếu hơn trên bề mặt Mặt Trăng.

Đài thiên văn Arecibo
Một ý tưởng đã có từ nhiều thập kỷ, nhà khoa học Richard Vondrak, người từng làm việc tại Trung tâm Điều hành Khoa học Apollo trong chương trình đổ bộ lên Mặt Trăng, đã đề xuất sử dụng các miệng núi lửa trên Mặt Trăng để xây dựng kính thiên văn vô tuyến như Đài quan sát Arecibo ở Puerto Rico. 
Ở đây, ý tưởng của tác giả cho thấy ba kính thiên văn có thể được sử dụng riêng biệt hoặc kết hợp để tạo ra một công cụ khổng lồ.

Đài thiên văn Arecibo trên Mặt trăng

Ngay từ những năm 1960, các nhà thiên văn đã muốn xây dựng một kính viễn vọng vô tuyến ở phía xa của Mặt Trăng . Đó là bởi Mặt Trăng luôn hướng mặt ra xa Trái Đất, có nghĩa là toàn bộ Mặt Trăng hoạt động như một loại lá chắn ngăn chặn tiếng ồn vô tuyến truyền đi của Trái Đất. Điều này tạo ra một môi trường mà về mặt lý thuyết, các nhà khoa học có thể quan sát vũ trụ ở bước sóng không dễ dàng phân tích được từ hành tinh của chúng ta, thậm chí trên quỹ đạo.

Tuy nhiên, một đài thiên văn Arecibo trên Mặt Trăng sẽ không chỉ là một sự thay thế. Tiền đề tương tự như cách các nhà thiên văn quyết định thay thế Kính viễn vọng Không gian Hubble. Thay vì sao chép bản gốc, cộng đồng đã chấp nhận ý tưởng xây dựng một thứ hoàn toàn khác. Kính viễn vọng không gian James Webb (JWST) đã sử dụng những thông tin chi tiết thu thập được từ nhiệm kỳ của Hubble. Nhưng JWST được chế tạo đặc biệt để nghiên cứu vũ trụ chủ yếu thông qua ánh sáng hồng ngoại, trong khi Hubble tập trung vào ánh sáng khả kiến ​​và tia cực tím. Sự thay đổi quang phổ đó có nghĩa là JWST có thể điều tra các khía cạnh chưa được khám phá trước đây của vũ trụ một cách chi tiết nhất.

Điều này cũng đúng với việc xây dựng một kính viễn vọng vô tuyến lớn trên Mặt Trăng. Trong khi Arecibo dành nửa chục năm để nghiên cứu sóng vô tuyến ở quy mô centimet và milimet, một kính thiên văn vô tuyến mặt trăng có thể theo dõi các bước sóng lớn hơn 1 mét, điều mà các nhà thiên văn học không thể làm được từ Trái Đất. 

Nếu một đài quan sát giống Arecibo được xây dựng trên Mặt Trăng, nó có khả năng phát hiện nhiều hiện tượng vũ trụ kỳ lạ, chẳng hạn như cực quang xung quanh các hành tinh xa xôi giống Trái Đất. Đặc biệt, nó thậm chí có thể thu tín hiệu vô tuyến từ những ngày đầu tiên của vũ trụ, trước khi các ngôi sao và thiên hà đầu tiên ra đời .

Đài thiên văn Arecibo
Năm 1986 đề xuất một hệ thống dây cáp treo bên trong miệng núi lửa Mặt Trăng có thể cho phép các nhà thiên văn xây dựng một kính viễn vọng kiểu Arecibo trên Mặt Trăng.

Frank Drake, một nhà thiên văn học nổi tiếng thế giới, thậm chí đã từng nêu ý tưởng về “Kính viễn vọng loại Arecibo rất lớn” trên Mặt trăng tại Hội nghị của NASA vào năm 1986. Drake lý luận rằng việc sử dụng một miệng núi lửa sẽ giảm thiểu nhu cầu xây dựng các phần tử cấu trúc lớn . Ông đề xuất một số bảng điều khiển, nền tảng và nhiều loại cáp có thể đủ.

Mặt Trăng cũng có rất nhiều miệng núi lửa nên tương đối dễ dàng tìm thấy một hố có vành, đủ chắc chắn để nó có thể làm điểm neo cho các dây cáp hỗ trợ của kính thiên văn. Điều này sẽ tránh được chi phí của những tòa tháp đắt tiền neo cáp tại Arecibo. (Trên thực tế, kính thiên văn đã sụp đổ vào năm 2020 sau khi các dây cáp gắn vào tháp của nó bị hỏng.)

Drake viết: “Mặt cắt ngang thung lũng và miệng núi lửa hợp lý đáp ứng nhu cầu này một cách khá độc đáo. “Trong trường hợp này, một khoản tiết kiệm đáng kể về chi phí và vật liệu tích lũy. Cách tiếp cận này có thể được sử dụng để xây dựng đài thiên văn kiểu Arecibo trên Mặt trăng hoặc Trái đất với mức tiết kiệm đáng kể so với chi phí của thiết kế Arecibo thực tế. ”

Đài thiên văn vô tuyến trên miệng núi lửa của Mặt Trăng

Đài thiên văn Arecibo
Một khái niệm của tác giả về cách robot sẽ xây dựng Kính viễn vọng Vô tuyến trên Miệng núi lửa của Mặt Trăng.

Trong những năm gần đây, NASA đã thể hiện sự ủng hộ những ý tưởng này ở mức độ chưa từng có. Cơ quan vũ trụ thậm chí đã tài trợ cho các nghiên cứu về một số đề xuất ban đầu để xây dựng một đài thiên văn giống Arecibo trên Mặt Trăng. Trong số các đề xuất này, Kính viễn vọng Vô tuyến Miệng núi lửa Mặt trăng (LCRT) lặp lại một số ý tưởng tương tự mà Drake đưa ra cách đây một thế hệ. 

Nhưng không giống như các nhiệm vụ trước đây, phiên bản mới nhất của kính thiên văn đặt trên Mặt Trăng sẽ không dựa vào các phi hành gia để chế tạo chúng. Saptarshi Bandyopadhyay, một nhà công nghệ robot tại Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực và là trưởng nhóm dự án LCRT cho biết, họ có ý tưởng chế tạo LCRT bằng cách sử dụng các tàu lượn mặt trăng đơn giản giống như những gì mà NASA đã thiết kế.

LCRT sẽ hạ cánh một con tàu vũ trụ có người lái bên ngoài miệng núi lửa. Những sau đó sẽ lấy dây hỗ trợ, đưa họ đến vành miệng núi lửa, lắp ráp hệ thống lưới trải rộng khoảng 0,6 dặm (1 km). Tuy nhiên, toàn bộ hệ thống sẽ phải nằm gọn trong một tàu vũ trụ hạ cánh trên Mặt Trăng, như Blue Moon của Blue Origin.

Bằng cách phụ thuộc vào robot, dự án có thể tiết kiệm một số tiền đáng kể. Bất kỳ nhiệm vụ nào liên quan đến các phi hành gia đều yêu cầu các biện pháp phòng ngừa an toàn và tốn kém. Mọi vấn đề tiềm ẩn đều đòi hỏi sự giám sát kỹ lưỡng và các biện pháp bảo vệ được thiết kế riêng. Ví dụ, các cạnh sắc nhọn có thể cắt xuyên qua bộ quần áo vũ trụ, vì vậy chúng nên tránh trên các chuyến bay có phi hành đoàn. Nhưng các cạnh tròn không cho phép bạn tối đa hóa không gian.

NASA cũng đã bắt đầu thử nghiệm một mô hình máy bay thám hiểm đa năng có tên DuAxel, có thể được sử dụng cho những sứ mệnh Mặt Trăng khác nhau. Trong số đó, DuAxel có thể leo lên vành miệng núi lửa. 

“Nếu chúng tôi gửi 10 robot trong số này và hai trong số chúng chết; cũng sẽ không vấn đề gì ”Bandyopadhyay nói. “Hai trong số chúng đã chết, nhưng tám robot vẫn đang hoạt động. Với các phi hành gia thì không như vậy ”.

Một người thám hiểm hoạt động bên trong miệng núi lửa Mặt Trăng theo ý tưởng của nghệ sĩ này.

Tuy nhiên, ngay cả với tất cả những lợi thế tiềm tàng của các nhà chế tạo robot, chi phí hiện tại của công nghệ này có thể khiến sứ mệnh trở nên xa tầm với. SAPART ước tính rằng việc xây dựng một kính viễn vọng vô tuyến trên Mặt Trăng sẽ tiêu tốn hàng tỷ đô la. Đó là lý do tại sao nhóm của anh ấy đang cố gắng phát triển các loại cáp và mạng lưới mới rẻ hơn đáng kể so với những thứ hiện có. 

Nghiên cứu ban đầu của LCRT dựa trên 120.000 đô la tài trợ của dự án Các ý tưởng nâng cao sáng tạo (NIAC) của NASA. Giai đoạn tiếp theo của nhiệm vụ sẽ cho phép các kỹ sư bắt tay vào phát triển lưới. Bandyopadhyay cho biết vào đầu năm, nhóm của ông hy vọng sẽ công bố kết quả đầu tiên của họ. 

Ông nói: “Chúng tôi có một thiết kế đầu tiên rất tốt, có ý nghĩa và có thể bay được. “Nếu bạn cho chúng tôi 4-5 tỷ đô la, chúng tôi có thể khởi chạy nó vào ngày mai.”

Tuy nhiên, Bandyopadhyay không lạc quan rằng chúng ta sẽ thấy một kính viễn vọng kiểu Arecibo trên Mặt Trăng trong tương lai gần. Liệu rằng khoa học có xu hướng chậm lại.

Bandyopadhyay nói: “Tôi sẽ rất ngạc nhiên nếu thấy LCRT được triển khai trước khi tôi nghỉ hưu, tôi là một nhà khoa học còn rất trẻ. “Nhưng điều này thật khó. Những câu hỏi này chúng tôi đang cố gắng giải quyết. Cánh cửa khoa học mà những câu hỏi này đặt ra thật khó có thể trả lời. Mọi thứ rất khó khăn. Nếu nó dễ dàng thì chúng tôi đã làm được rồi”.

Tham khảo thêm các bài viết về thiên văn học cực hấp dẫn tại mezoom.net

Related posts

Leave a Comment