Tàu Ấn Độ sống sót thế nào trước cái lạnh khắc nghiệt ở nửa tối Mặt trăng?
Tàu Chandrayaan-3 của Ấn Độ đứng trước cơ hội trở thành thiết bị khoa học đầu tiên sống sót thành công qua màn đêm lạnh giá của Mặt trăng mà không cần thiết bị sưởi.
Sau sứ mệnh mang tính đột phá kéo dài 2 tuần, các phương tiện gồm tàu đổ bộ và rover của Ấn Độ đã chuyển về chế độ ngủ trong bóng tối lạnh giá ở vùng cực nam của Mặt trăng.
Ấn Độ đã hoàn tất sứ mệnh hạ cánh và nghiên cứu khoa học ở cực nam của Mặt trăng. (Ảnh: ISRO).
Tuy nhiên, việc chúng có thể "thức dậy" khi Mặt trời chiếu sáng vào cuối tháng âm lịch này hay không vẫn còn là một dấu hỏi lớn.
Sống sót dưới bóng tối lạnh giá của Mặt trăng
Theo Tổ chức nghiên cứu vũ trụ Ấn Độ (ISRO), cả tàu đổ bộ Vikram lẫn robot thăm dò Pragyan của sứ mệnh Chandrayaan-3 đều không được trang bị thiết bị sưởi thông thường cho các sứ mệnh lên Mặt trăng.
Đây là một quyết định vô cùng mạo hiểm, khi nhiệt độ ở gần các cực của Mặt trăng có thể giảm xuống mức thấp nhất tới -253⁰C, tức lạnh hơn cả một số hành tinh như Sao Diêm Vương.
Hệ thống sưởi dễ bắt gặp nhất trên các tàu vũ trụ được gọi là bộ gia nhiệt đồng vị phóng xạ (RHU), hoạt động bằng cách tỏa nhiệt thụ động để giữ cho phần cứng trên tàu có thể hoạt động ổn định lâu dài mà không "đóng băng".
Sơ đồ cấu tạo của thiết bị gia nhiệt đồng vị phóng xạ. (Ảnh: Wikipedia).
Thông thường nhất, RHU được sử dụng trong các sứ mệnh không gian sẽ chuyển đổi nhiệt sinh ra từ sự phân rã tự nhiên của các đồng vị phóng xạ của plutonium hoặc polonium thành năng lượng điện.
Quá trình này rốt cuộc sẽ làm ấm thiết bị của tàu vũ trụ, hoặc đơn giản chỉ để giúp nó tồn tại ở nhiệt độ rất lạnh.
Được biết, cả hai nửa của Mặt trăng đều sẽ trải qua 2 tuần có ánh sáng Mặt trời, sau đó là 2 tuần chìm trong đêm tối.
Càng gần vùng cực, nhiệt độ càng khắc nghiệt, do ảnh hưởng từ độ nghiêng và quỹ đạo, khiến chỉ những đỉnh núi cao mới được Mặt trời chiếu sáng.
Bởi lý do này, RHU đã được sử dụng từ sớm trong các sứ mệnh đổ bộ lên Mặt trăng từ những năm 1970.
Cơ hội sống sót mong manh
Sống sót trên nửa tối của Mặt trăng sẽ là thử thách tiếp theo của tàu Chandrayaan-3. (Ảnh: NASA).
Trong lịch sử, chưa từng có thiết bị nào sống sót qua "mùa đông lạnh giá" trên Mặt trăng mà không có thiết bị sưởi. Việc được sử dụng khá phổ biến khiến cho RHU trở thành một tiêu chuẩn của các thiết bị không gian trước khi chúng được triển khai.
Lunokhod 1 (1970), tàu thám hiểm Mặt trăng đầu tiên của Nga, đã đi được quãng đường hơn 10 km trong 10 tháng. Thành công này nhờ khả năng duy trì nhiệt độ và năng lượng được cung cấp bởi lò sưởi đồng vị phóng xạ polonium-210.
Trước đó, tàu Apollo 11 (1969) hạ cánh lên Mặt trăng cũng sử dụng 34 gram plutonium-238 để tạo nhiệt. Chang'e-3 (2013), tàu thám hiểm của Trung Quốc, cũng có các cơ chế tương tự để bảo vệ hệ thống khỏi những đêm trăng khắc nghiệt.
Rover Yutu của sứ mệnh này sống sót qua đêm đầu tiên nhưng mất khả năng di chuyển sau đêm thứ 2. Trong khi đó, robot thám hiểm kế nhiệm mang tên Yutu-2 (2018) thì thành công hơn, khi có thể thức dậy mỗi khi Mặt trời mọc để tiếp tục sứ mệnh.
Tàu đổ bộ Mặt trăng Luna-25 của Nga được phóng vào ngày 11/8 vừa qua cũng có trang bị hệ thống sưởi này. Tiếc rằng phương tiện đã gặp sự cố trong quá trình hạ cánh, và không thể hoàn tất hành trình.
Hình ảnh mô phỏng tàu đổ bộ Vikram và tàu thám hiểm Pragyan của sứ mệnh Chandrayaan-3. (Ảnh: ISRO).
Đến nay, ISRO vẫn chưa thảo luận công khai lý do tại sao các hệ thống sưởi đồng vị phóng xạ không được lắp trên tàu đổ bộ Vikram và tàu thám hiểm Pragyan của Chandrayaan-3. Tuy nhiên, họ đã lên tiếng thừa nhận rằng bộ đôi này sẽ phải dựa nhiều vào may mắn để có thể sống sót trong đêm tối lạnh giá.
"Nếu không thể thức dậy, tàu đổ bộ Chandrayaan-3 sẽ mãi nằm ở đó với tư cách là đại sứ Mặt trăng của Ấn Độ", ISRO cho biết trong một tuyên bố. Dẫu vậy, sứ mệnh vẫn được các phương tiện truyền thông ca ngợi, xem như "kỳ tích khoa học vĩ đại nhất" của Ấn Độ.
Nhìn vào mặt tích cực, đúng là cả hai thiết bị của sứ mệnh Chandrayaan-3 đã hoàn thành xuất sắc các mục tiêu khoa học của mình ở nơi mà chắc chắn sẽ trở thành "điểm nóng" cho hoạt động khám phá không gian của nhân loại trong thập kỷ tới.
Theo ISRO, rover của sứ mệnh đã di chuyển quãng đường hơn 100 mét trên bề mặt Mặt trăng, thực hiện nhiều nhiệm vụ quan trọng như phân tích hóa học, lập bản đồ nhiệt ở mặt trên cùng của lớp regolith, cũng như các phép đo plasma.
Các thiết bị khoa học của Chandrayaan-3 cũng xác nhận sự hiện diện của lưu huỳnh, sắt, oxy và nhiều nguyên tố khác tồn tại trên Mặt trăng
Theo dự kiến, tàu đổ bộ Pragyan và robot thám hiểm Vikram sẽ hoạt động trở lại vào ngày 22/9, cũng là giai đoạn Mặt trời mọc tiếp theo ở nửa tối của Mặt trăng.
Nếu như có thể làm được điều này, Chandrayaan-3 sẽ tạo ra một kỷ lục mới, khi trở thành thiết bị khoa học đầu tiên sống sót thành công qua màn đêm lạnh giá của Mặt trăng mà không cần thiết bị sưởi.
Kính viễn vọng Hubble phát hiện một loại hố đen chưa từng tồn tại
Dữ liệu mới nhất do kính viễn vọng Hubble gửi về cho thấy một hố đen khối lượng trung bình rất có thể đang ẩn nấp trong cụm sao Messier 4.
Tổng quan về sao Diêm Vương
Trước kia nó từng được xếp hạng là một hành tinh, sao Diêm Vương hiện được coi là thành viên lớn nhất của một vùng riêng biệt được gọi là Vành đai Kuiper.
Tổng quan về sao Kim
Sao Kim hay Kim tinh là hành tinh thứ hai trong Hệ Mặt trời, tự quay quanh nó với chu kỳ 224,7 ngày Trái đất.
Với sự phát triển của khoa học, liệu con người có thể du hành xuyên Dải Ngân Hà không?
Dải Ngân Hà là một thiên hà khổng lồ và được coi là một trong những thiên hà quan trọng nhất trong vũ trụ mà con người sinh sống.
Những điều thú vị về trạm vũ trụ quốc tế đắt tiền nhất trong lịch sử nhân loại
Cuộc sống của các phi hành gia trên ISS cũng rất khác biệt so với cuộc sống trên địa cầu vì thiếu đi trọng lực và các nguồn tài nguyên thiên nhiên.
Sự sống có thực sự đang tồn tại trong mắt bão của sao Mộc không?
Mắt bão có lẽ là điểm bí ẩn nhất trên sao Mộc, nó nằm trong một trong những cơn bão nổi tiếng nhất của Hệ Mặt trời.
