NASA phát minh ra cách thức định hướng cho tàu vũ trụ mới, sử dụng ẩn tinh vô hình làm hải đăng chỉ đường

NASA vừa phát minh thành công cách thức định hướng dẫn đường tàu du hành vũ trụ tự động mới. Sử dụng ẩn tinh làm mốc, những con tàu Vũ trụ sẽ có thể tới được địa điểm nằm ngoài Hệ Mặt Trời và xa hơn nữa.

Cụ thể, nó có tên là Công nghệ Trạm Khám phá Căn thời gian tia X-Quang và Định hướng không gian, viết tắt là SEXTANT. Nó sử dụng công nghệ tia X để xác định vị trí của các ẩn tinh, giống với cách GPS sử dụng vệ tinh để định hướng.

Ẩn tinh Vela.

"Đây là một bước đột phá trong khám phá vũ trụ tương lai", người điều khiển dự án SEXTANT, Jason Mitchell nói. "Chúng tôi đã thử nghiệm thành công hệ thống dẫn đường sử dụng tia X và hoạt động trong thời gian thực trong Vũ trụ, chúng tôi đang dẫn đầu ngành này".

Cho ai thắc mắc, thì ẩn tinh (pulsar) là những ngôi sao neutron có từ trường mạnh, quay rất nhanh, không nhìn thấy được bằng mắt thường, chỉ có thể "nhìn" ra chúng bằng sóng vô tuyến. Khi chúng xoay, ẩn tinh tạo ra bức xạ điện từ mạnh. Nếu nhìn ở một góc thích hợp, ta sẽ có thể nhìn thấy được những tia phát ra từ ẩn tinh, biến chúng thành một ngọn hải đăng hoàn hảo. Chưa hết, trong vũ trụ, số lượng ẩn tinh khá nhiều và có vị trí cố định.

Ẩn tinh sẽ là ngọn hải đăng dẫn đường cho tàu vũ trụ.

SEXTANT hoạt động như một thiết bị định vị GPS nhận tín hiệu từ ba vệ tinh GPS khác nhau, tất cả đều được gắn một đồng hồ nguyên tử để chỉ ra một mốc thời gian chính xác. Thiết bị nhận đo thời gian lệch giữa các vệ tinh này và biến đổi độ lệch ấy thành một tọa độ không gian chính xác.

Phóng xạ điện từ phát ra từ ẩn tinh có thể hiện rõ ra trong quang phổ của tia X, đó là lý do vì sao các kỹ sư của NASA lại chọn tia X làm công nghệ cốt lõi của SEXTANT.

Để làm được điều đó, họ gắn một thiết bị quan sát to bằng cái máy giặt lên Trạm Vũ trụ Quốc tế ISS, được gọi là Thiết bị khám phá Kết cấu Bên trong Sau Neutron – NICER. Nó bao gồm 52 kĩnh viễn vọng tia X và thiết bị phát hiện phóng xạ (silicon drift detector – SDD) nhằm nghiên cứu sao neutron và cả ẩn tinh.

NICER được gắn vào trạm ISS.

Họ hướng NICER về phía 4 ẩn tinh là J0218 4232, B1821-24, J0030 0451, và J0437-4715. Độ chính xác của thiết bị NICER này cao tới mức tín hiệu mà các ngôi ẩn tinh kia phát ra có thể được NICER dự đoán chính xác tới nhiều năm sau này nữa.

Trong vòng 2 ngày, NICER thực hiện 78 lần đo đạc các ẩn tinh trên, dữ liệu sẽ được SEXTANT xử lý và đưa ra tọa độ cuối cùng.

Sẽ mất vài năm để hệ thống định hướng này có thể hiệu quả thực sự và dẫn đường được cho những tàu du hành vũ trụ tương lai. Nhưng ít ra hiện tại, ta đã chứng minh được rằng đây là một hệ thống hiệu quả nhất mà ta có. Các nhà khoa học đang nhanh chóng tinh chỉnh thiết bị để có được hiệu quả tối ưu, công việc này bao gồm giảm thiểu kích cỡ, khối lượng và lượng năng lượng mà hệ thống yêu cầu.

Hệ thống thu thập dữ liệu bên trong NICER.

Rồi sẽ đến lúc SEXTANT đo được vòng quay của các hành tinh xa xôi, định hướng bay cho các tàu vũ trụ tới những hệ sao khác hay gần nhất, là cho phép ta tới được Sao Hỏa.

"Những bài thử nghiệm này cho thấy công nghệ định hướng ẩn tinh bằng tia X là một hệ thống dẫn đường tự động hiệu quả", Jason Mitchell khẳng định. "Chúng tôi đã có được phiên bản hoàn thiện hơn của hệ thống này, có thể tăng khả năng khám phá vũ trụ của con người, ngay trong Hệ Mặt Trời và xa hơn nữa".