Cánh buồm Mặt trời giúp tàu vũ trụ tới sao Hỏa trong 26 ngày
Một nhóm nhà khoa học mô phỏng chuyến đi tới sao Hỏa và không gian liên sao bằng cánh buồm Mặt trời làm từ aerographite với kết quả ấn tượng.
Một nhóm nhà khoa học xem xét tiềm năng sử dụng vật liệu aerographite làm cánh buồm Mặt trời, có thể di chuyển tới sao Hỏa và nhiều địa điểm xa hơn, Interesting Engineering hôm 27/9 đưa tin. Cánh buồm Mặt trời lần đầu tiên được thử nghiệm trong không gian qua nhiệm vụ LightSail 2 của tổ chức phi lợi nhuận Planetary Society, giúp nâng quỹ đạo của một vệ tinh CubeSat nhỏ lên thêm 3,2 km, chỉ sử dụng lực đẩy của photon hay chùm ánh sáng từ Mặt trời. Nghiên cứu công bố trên tạp chí Acta Astronautica mô tả chi tiết cách các nhà khoa học mô phỏng chuyến bay tới sao Hỏa và không gian liên sao bằng cánh buồm Mặt trời từ aerographite.
Mô phỏng cánh buồm Mặt trời của tàu LightSail 2. (Ảnh: Planetary Society).
Trong nghiên cứu, nhóm chuyên gia đứng sau dự án mô phỏng tốc độ của cánh buồm Mặt trời làm từ aerographite. Họ mô phỏng tàu vũ trụ cánh buồm Mặt trời có khối lượng một kilogram, bao gồm 720 g aerographite, và diện tích mặt cắt là 104 m2. Họ đo tốc độ mà tại đó cánh buồm Mặt trời có thể bay tới sao Hỏa và không gian liên sao, còn gọi là heliopause, điểm mà tại đó không thể cảm thấy ảnh hưởng của gió Mặt trời nữa. Các nhà nghiên cứu mô phỏng hai lộ trình khác nhau từ Trái đất gọi là phương pháp chuyển tiếp hướng ngoài trực tiếp và chuyển tiếp hướng nội cho mỗi chuyến bay.
Phương pháp chuyển tiếp hướng ngoại trực tiếp cho chuyến đi tới sao Hỏa và ranh giới nhật quyển bao gồm triển khai cánh buồm Mặt trời và khởi hành từ quỹ đạo cực quanh Trái đất . Đối với phương pháp chuyển tiếp hướng nội, tàu vũ trụ cánh buồm Mặt trời sẽ được chở bằng tên lửa thông thường tới địa điểm cách Mặt trời 0,6 đơn vị thiên văn (AU). Sau đó, cánh buồm Mặt trời sẽ mở ra và bắt đầu hành trình tới sao Hỏa hoặc ranh giới liên sao.
Nhóm nghiên cứu nhận thấy, phương pháp chuyển tiếp hướng ngoại trực tiếp cho phép tàu vũ trụ cánh buồm Mặt trời tới sao Hỏa trong 26 ngày. Tàu vũ trụ sử dụng phương pháp chuyển tiếp hướng nội sẽ tới hành tinh đỏ trong 126 ngày. Đối với hành trình đến nhật quyển, phương pháp chuyển tiếp hướng nội mất 5,3 năm trong khi phương pháp chuyển tiếp hướng ngoại mất 4,2 năm. Phương pháp chuyển tiếp hướng ngoại đòi hỏi 103 ngày di chuyển trước khi triển khai, nhưng tới nhật quyển nhanh hơn do thực tế cánh buồm Mặt trời đạt tốc độ tối đa trong 300 ngày. Sử dụng phương pháp chuyển tiếp hướng ngoại, nó mất hai năm để đạt tốc độ tối đa.
Phần lớn lý do cánh buồm Mặt trời trong mô phỏng của các nhà khoa học có thể tới địa điểm xa xôi ở tốc độ cao nhờ vật liệu aerographite.Trưởng nhóm Julius Karlapp, trợ lý nghiên cứu ở Đại học Công nghệ Dresden, cho biết với mật độ thấp 0.18 kg/m3, aerographite vượt trội hơn tất cả vật liệu cánh buồm Mặt trời thông thường.
"Ví dụ, so với Mylar, mật độ nhỏ hơn nhiều lần. Giả định lực đẩy của cánh buồm Mặt trời phụ thuộc trực tiếp vào khối lượng cánh buồn, kết quả là lực đẩy cao hơn nhiều. Ngoài lợi thế về tăng tốc, đặc điểm cơ học của aerographite rất thú vị", Karlapp nói.
Dù có tốc độ cực cao, cánh buồm Mặt trời chỉ có thể chở lượng hàng rất nhỏ tới sao Hỏa hoặc không gian sâu. Ví dụ, nhiệm vụ Breakthrough Starshot hy vọng có thể đưa camera siêu nhẹ tới hệ sao gần nhất là Alpha Centauri trong vòng 20 năm nữa.
Vật thể sáng gấp 10 triệu lần Mặt trời, phá vỡ định luật vật lý
Một ngôi sao phát tia X nằm trong thiên hà Messier 82 cách Trái Đất khoảng 12 triệu năm ánh sáng, sáng đến mức phá vỡ định luật vật lý.
Có thể toàn bộ vũ trụ của chúng ta đang nằm bên trong một hố đen?
Điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta - và toàn bộ vũ trụ của chúng ta đang ở trong một hố đen?
NASA sắp hạ cánh xuống Trái đất thứ hai: Tiết lộ đặc biệt
Tàu thăm dò Dragonfly của NASA sẽ trực tiếp đáp xuống thế giới mà họ từng ví von là một Trái dất phiên bản ngoài hành tinh, nơi có cảnh quan rất giống địa cầu và khả năng cao là có sự sống.
Những điều bạn chưa biết về thiên thạch
Thiên thạch là gì? Một câu hỏi nghe rất quen thuộc, tưởng chừng dễ ấy thế mà nó đã và đang đánh đố không ít người.
NASA bắt được tín hiệu "xuyên không" từ thế giới 12,8 tỉ năm trước
Đài quan sát Nel Gehrels Swift của NASA đã bắt được tín hiệu không thể tin nổi từ thế giới bí ẩn thuộc về vũ trụ sơ khai.
Phải chăng Trái đất chỉ là một trong 36 nền văn minh ngoài hành tinh trong thiên hà?
Khi công nghệ tiến bộ, chúng ta bắt đầu nhận ra sự hiện diện tầm thường của mình trong vũ trụ. Và rất có thể chúng ta chỉ là một trong số rất nhiều nền văn minh đang tồn tại trong thiên hà.
