Ở trên Mặt Trăng, phi hành gia có dùng GPS để định vị?
Theo các nhà nghiên cứu, những máy thu nhỏ gắn trên các tàu vũ trụ gần Mặt Trăng hoàn toàn có thể đọc được tín hiệu vệ tinh quỹ đạo Trái Đất.
Mục tiêu chính của NASA trong dự án Artemis là khám phá các phân tử nước trên Mặt Trăng bằng cách khai thác các khối băng ở miệng hố gần phía cực Nam.
Để hoàn thành sứ mệnh, phi hành gia cần định vị chính xác vị trí các khối băng và thu thập thiết bị đã được đưa lên từ trước như tàu đổ bộ, xe tự hành, máy khoan cũng như những phương tiện tiếp tế khác.
Họ cần phải biết chính xác mình ở đâu theo thời gian thực, dù đang ở quỹ đạo hay trên bề mặt Mặt Trăng. Liệu có thiết bị nào giúp phi hành gia định hướng trên Mặt Trăng dễ dàng hơn?
Các hành gia trong tương lai sẽ dùng GPS định vị khi đi trên Mặt Trăng như trên Trái Đất. Ảnh: Spectrum.
Ở Trái Đất, Bộ Quốc phòng Mỹ cho phóng 24 vệ tinh nhân tạo vào không gian để tạo ra hệ thống định vị toàn cầu (GPS – Global Positioning System), có khả năng định vị vị trí chính xác đến từng centimet. Dĩ nhiên, nếu có thể sử dụng GPS trên các trạm không gian, việc hoàn thành sứ mệnh thăm dò sẽ diễn ra thuận lợi hơn.
Nhưng làm cách nào để sử dụng GPS bên ngoài Trái Đất? Theo Kar-Ming Cheung và Charles Lee thuộc Phòng Thí nghiệm Lực đẩy Phản lực của NASA, thông qua tính toán, họ phát hiện tín hiệu vệ tinh định vị toàn cầu gần Trái Đất hiện nay có thể sử dụng để dẫn đường cho phi hành gia trên quỹ đạo Mặt Trăng cách đó 385.000 km.
Tại hội nghị Hàng không Vũ trụ (IEEE) ở Montana, Mỹ, bộ đôi nghiên cứu cho biết họ đang tích cực xây dựng cơ sở hạ tầng để hệ thống định vị có thể hoạt động ngoài không gian, nhất là trong vài năm tới sẽ có nhiều sứ mệnh thám hiểm được thực hiện.
Vệ tinh định vị toàn cầu gần Trái Đất hiện nay có thể sử dụng để dẫn đường cho phi hành gia trên quỹ đạo Mặt Trăng cách đó 385.000 km. Ảnh: Gizchina.
Cheung và Lee đã vẽ ra quỹ đạo của 81 vệ tinh dẫn đường từ Hệ thống định vị toàn cầu của Mỹ và hai đối tác gồm hệ thống Galileo từ châu Âu và GLONASS của Nga.
Video đang HOT
Hầu hết trong số chúng có ăng-ten định hướng truyền về phía bề mặt Trái Đất, nhưng tín hiệu vệ tinh còn tỏa vào trong không gian. Theo các nhà nghiên cứu, những máy thu nhỏ gắn trên tàu vũ trụ gần Mặt Trăng hoàn toàn có thể đọc được các tín hiệu trên.
Nhưng giúp phi hành gia hạ cánh và di chuyển trên bề mặt Mặt Trăng chưa bao giờ là dễ dàng, bởi tín hiệu có thể bị chặn bởi ngọn đồi hoặc vành miệng núi lửa trên vùng cực.
Nắm bắt được khó khăn trên, nhóm nghiên cứu tại trung tâm Hàng không quốc gia Goddard của NASA (NASA’s Goddard Space Flight Centre) đã đề xuất đặt một máy phát sóng vô tuyến ở gần họ hơn làm điểm tham chiếu.
Những máy thu phát nhỏ gắn trên các tàu vũ trụ thám hiểm Mặt Trăng hoàn toàn có thể đọc được tín hiệu do các vệ tinh quỹ đạo Trái Đất phát ra. Ảnh: Spectrum.
Các nhà nghiên cứu cho rằng có thể họ sẽ sử dụng hai vệ tinh trên quỹ đạo Mặt Trăng, một vệ tinh chuyển tiếp mới trên quỹ đạo cao hơn hoạt động như đèn hiệu định vị, kết hợp cùng tàu quỹ đạo trinh sát của NASA để tạo thành mạng lưới định vị mini.
Tuy nhiên, những chuẩn bị cho Artemis đã bị chậm tiến độ bởi tranh cãi về kinh phí và nhiệm vụ các bên liên quan. Các nhà quản lý của NASA trông đợi vào Trạm thăm dò trên quỹ đạo Mặt Trăng Gateway để thiết thực hóa các sứ mệnh trong tương lai, nhưng cơ quan này cho rằng Gateway sẽ phải đợi đến cuối thập kỷ này mới có thể hoạt động nếu Nhà Trắng vẫn còn ý định đưa các phi hành gia lên Mặt trăng vào năm 2024.
Dù gì đi nữa, các nhà khoa học cho biết kế hoạch định hướng vị trí ban đầu vẫn hữu dụng bất kể việc đổ bộ trên bề mặt Mặt Trăng diễn ra như thế nào.
Theo news.zing.vn
Khám phá nguyên nhân bí ẩn "sọc hổ" trên vệ tinh Enceladus của Sao Thổ
Bí ẩn về mặt trăng Enceladus được tìm thấy bởi tàu vũ trụ Cassini của NASA, bao gồm việc phát hiện ra bốn khe nứt song song và cách đều nhau (dài khoảng 130km và cách nhau 35km) quanh vùng cực nam.
Những đặc điểm này được đặt tên là "sọc hổ" vì vẻ ngoài và sự nổi bật so với phần còn lại của bề mặt.
Kể từ khi khám phá ra "sọc hổ", các nhà khoa học đã cố gắng lí giải chúng là gì và yếu tố đầu tiên nào đã tạo ra chúng. Nghiên cứu mới do Viện Khoa học Carnegie tiến hành đã tiết lộ điều kiện vật lý chi phối các khe nứt này.
Điều này bao gồm sự liên quan đến hoạt động của mặt trăng, tại sao chúng xuất hiện quanh cực nam của Enceladus và tại sao các đối tượng khác không có đặc điểm tương tự.
Một nghiên cứu xuất hiện gần đây trên tạp chí Thiên văn học thiên nhiên, được dẫn dắt bởi Doug Hemingway - một thành viên của Viện Khoa học Carnegie với Khoa Từ tính mặt đất. Ông được hỗ trợ bởi các nhà khoa học Maxwell Rudolph của Đại học California, Davis và Michael Manga của Đại học California Berkeley.
Ấn tượng của nhà nghiên cứu về địa chất có thể có của Enceladus dựa trên cuộc điều tra trọng lực của Cassini. (NASA / JPL-Caltech)
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng các mô hình địa vật lý của Enceladus để điều tra các lực lượng vật lý cho phép "sọc hổ" hình thành và duy trì vị trí theo thời gian.
Mối quan tâm đặc biệt là lý do tại sao các sọc này chỉ hiện diện ở cực nam của mặt trăng và tại sao chúng cách đều nhau. Như Hemingway đã giải thích:
"Lần đầu tiên được tìm thấy bởi tàu vũ trụ Cassini tới Sao Thổ, những sọc này gần như không được biết đến trong Hệ Mặt Trời của chúng ta. Chúng song song và cách đều nhau, dài khoảng 130km và cách nhau 35km. Điều khiến chúng đặc biệt thú vị là chúng liên tục phun trào nước đá. Không có hành tinh băng giá hay mặt trăng nào khác có đặc điểm đó giống như chúng. "
Câu trả lời cho câu hỏi đầu tiên khá thú vị. Rõ ràng, các mô hình hé lộ rằng các khe nứt tạo nên các sọc có thể được hình thành ở một trong hai cực và chúng chỉ đơn giản được hình thành ở cực nam trước tiên.
Lý do cho sự tồn tại của chúng, mặt khác, liên quan đến sự tương tác của Enceladus với Sao Thổ và độ lệch tâm quỹ đạo của nó. Để phá vỡ nó, Enceladus mất hơn một ngày (chính xác là 1.37) để hoàn thành một quỹ đạo của Sao Thổ.
Do tỷ lệ 2: 1 có nghĩa là chuyển động cộng hưởng quỹ đạo mà nó cùng với vệ tinh Dione, Enceladus xay ra hiện tượng lệch tâm trong quỹ đạo của nó (0,0047), đi từ 236.918 km (147.214 dặm) ở gần nhất với nó (periapsis) đển 239.156 km (148.605 dặm) ở xa nhất của so với nó (apoapsis).
Các vệ tinh của sao Thổ và quỹ đạo tương ứng của chúng trong tương quan với nhau. (NASA / JPL)
Sự lệch tâm này làm cho Enceladus kéo dài và uốn cong, dẫn đến hoạt động sưởi ấm bên trong và hoạt động địa nhiệt. Quá trình này cho phép Enceladus duy trì một lớp chất lỏng bên trong lớp lõi của nó.
Các cực là nơi các tác động của biến dạng gây ra bởi lực hấp dẫn này được hấp thụ nhiều nhất, dẫn đến các tảng băng mỏng hơn ở đây và các khe nứt hình thành. Quá trình này cũng dẫn đến các giai đoạn làm mát, trong thời gian đó, một số đại dương dưới lớp vỏ của Enceladus sẽ đóng băng. Sự tan băng và đóng băng này sẽ làm cho lớp băng dày và mỏng trong lòng Enceladus, gây ra những thay đổi về áp suất dẫn đến vết nứt.
Bởi vì lớp băng mỏng hơn ở hai cực, nên nó dễ bị nứt nhất, dẫn đến "sọc hổ".
(NASA-GSFC / SVS, NASA / JPL-Caltech / Viện nghiên cứu Tây Nam)
"Mô hình của chúng tôi giải thích khoảng cách đều đặn của các vết nứt," ông nói. "Nó khiến cho tảng băng bị uốn cong vừa đủ để tạo ra vết nứt song song cách đó khoảng 35 km."
Cơ chế tương tự này giải thích tại sao các khe nứt của Enceladus vẫn duy trì và tiếp tục phun trào các luồng nước. Sự tương tác thủy triều của mặt trăng với sao Thổ dẫn đến một chu kỳ kéo dài và uốn cong liên tục. Điều này ngăn chặn các khe nứt đóng lại và thay vào đó đảm bảo rằng chúng mở rộng và thu hẹp thường xuyên
Về lý do tại sao điều này xảy ra trên Enceladus chứ không phải các mặt trăng khác - như Ganymede, Europa, Titan và các "thế giới đại dương" khác - có kích thước tương đương. Các mặt trăng lớn hơn có trọng lực mạnh hơn ngăn ngừa bị bẻ gãy do các tương tác thủy triều mở ra các đường vào bên trong.
Do đó, Enceladus là mặt trăng băng giá duy nhất được biết đến nơi "sọc hổ" có thể xảy ra. Như Hemingway đã mô tả nó:
"Nhờ những khe nứt này mà chúng tôi đã có thể lấy mẫu và nghiên cứu đại dương đáy biển của Enceladus, thứ được các nhà sinh vật học yêu thích, chúng tôi nghĩ rằng điều quan trọng là phải hiểu các lực hình thành và duy trì chúng. Mô hình hóa các hiệu ứng vật lý của chúng ta qua lớp vỏ băng giá của mặt trăng đã chỉ ra một chuỗi các sự kiện và quy trình có thể cho phép các sọc đặc biệt này tồn tại. "
Trong những thập kỷ tiếp theo, hy vọng rằng một nhiệm vụ khác có thể được gửi đến hệ thống Sao Thổ để khám phá Enceladus một cách chi tiết hơn. Dữ liệu thu được bởi Cassini đã xác nhận rằng các chuỗi phun trào từ các khe nứt của nó có chứa các phân tử hữu cơ.
Phương Huyền
Theo dantri.com.vn/Science Alert
Chuyên gia đề cập khả năng di dân lên vũ trụ trong bối cảnh COVID-19 Chuyên gia thuộc Viện hàn lâm Vũ trụ Nga cho rằng dịch COVID-19 chứng tỏ sự cần thiết thám hiểm vũ trụ để di dân lên Mặt trăng và Sao Hỏa đề phòng nguy cơ nhân loại diệt vong. Ảnh chỉ có tính minh họa. (Nguồn: Far Jewel) Ông Andrey Ionin, viện sĩ Viện hàn lâm Vũ trụ Nga Tsiolkovsky nêu ý kiến...