Laser Trung Quốc chinh phục không gian xa 130.000km

Các nhà khoa học Trung Quốc lần đầu dùng laser hồng ngoại phát hiện vệ tinh Thiên Đô 1 cách Trái Đất 130.000 km, mở ra triển vọng cho khám phá không gian sâu.

Đột phá công nghệ laser hồng ngoại

Các nhà khoa học Trung Quốc vừa đạt bước tiến lớn trong công nghệ không gian khi sử dụng tia laser hồng ngoại để phát hiện vệ tinh Thiên Đô 1, đang bay quanh Mặt Trăng ở khoảng cách 130.000 km từ Trái Đất. Thí nghiệm do Phòng thí nghiệm Khám phá Không gian sâu (DSEL) thực hiện vào cuối tháng 4, đánh dấu lần đầu tiên thế giới ghi nhận khả năng đo khoảng cách vệ tinh bằng laser trong điều kiện ánh sáng ban ngày mạnh.

Thí nghiệm diễn ra tại Đài thiên văn Vân Nam, nơi các nhà nghiên cứu bắn xung laser từ kính viễn vọng 1,2 m, nhắm vào bộ phản xạ trên Thiên Đô 1. Tín hiệu phản hồi được thu nhận chỉ trong chưa đầy một giây, cho phép tính toán chính xác khoảng cách. Theo Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, độ khó của việc nhắm laser ở khoảng cách này tương đương với bắn trúng sợi tóc từ 10 km.

Thành tựu này không chỉ thể hiện bước tiến vượt bậc trong công nghệ laser mà còn mở rộng thời gian quan sát vệ tinh, vốn thường bị giới hạn bởi ánh sáng Mặt Trời. Điều này đặc biệt quan trọng với các nhiệm vụ không gian sâu, nơi cần theo dõi và định vị chính xác các vệ tinh ở quỹ đạo xa.

Công nghệ đo khoảng cách bằng laser được xem là chìa khóa để quản lý mạng lưới vệ tinh và định vị tàu vũ trụ. Với độ chính xác cao, nó hỗ trợ các dự án lớn như Trạm nghiên cứu Mặt Trăng Quốc tế, do Trung Quốc và Nga hợp tác phát triển, nhằm thiết lập căn cứ lâu dài tại cực nam Mặt Trăng.

Vai của của vệ tinh Thiên Đô trong khám phá không gian

Thiên Đô 1 và Thiên Đô 2, cùng với vệ tinh chuyển tiếp Thước Kiều 2, được phóng vào tháng 3/2024, là bộ ba công nghệ phục vụ tham vọng không gian của Trung Quốc. Chúng được thiết kế để thử nghiệm hệ thống liên lạc và định vị giữa Trái Đất và Mặt Trăng, đặt nền móng cho chòm vệ tinh Thước Kiều – mạng lưới hỗ trợ khám phá không gian sâu.

Trong thí nghiệm, Thiên Đô 1 đã chứng minh khả năng truyền tín hiệu laser ổn định, đồng thời cung cấp hình ảnh Mặt Trăng chất lượng cao. Những dữ liệu này không chỉ xác minh công nghệ mà còn đóng vai trò quan trọng trong việc lập kế hoạch cho các sứ mệnh tương lai, bao gồm mục tiêu đưa phi hành gia Trung Quốc lên Mặt Trăng vào năm 2030.

Khác với các vệ tinh thông thường, Thiên Đô 1 hoạt động ở quỹ đạo Mặt Trăng, nơi khoảng cách và tốc độ di chuyển tạo ra thách thức lớn cho việc theo dõi. Thành công của thí nghiệm laser giúp củng cố niềm tin vào khả năng duy trì liên lạc và định vị chính xác ở các vùng không gian xa xôi.

Tầm quan trọng của laser trong tương lai không gian

Công nghệ laser không chỉ dừng lại ở việc đo khoảng cách. Nó còn hứa hẹn cách mạng hóa liên lạc không gian, đặc biệt trong các sứ mệnh đến Sao Hỏa và xa hơn. So với sóng vô tuyến truyền thống, truyền thông quang học không gian sâu (DSOC) sử dụng laser có thể đạt tốc độ truyền dữ liệu cao gấp 100 lần, như NASA đã chứng minh qua tàu Psyche ở khoảng cách hàng trăm triệu km.

Tuy nhiên, ánh sáng ban ngày là một trở ngại lớn, làm giảm hiệu quả của laser. Thành tựu của Trung Quốc tại Đài thiên văn Vân Nam, nơi hệ thống laser vượt qua được nhiễu sáng Mặt Trời, là bước đột phá quan trọng. Điều này mở ra khả năng sử dụng laser liên tục, bất kể điều kiện ánh sáng, tăng cường hiệu quả cho các sứ mệnh không gian.

So với nỗ lực của NASA, vốn sử dụng laser từ tàu quỹ đạo Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) để tìm tàu đổ bộ cách 100 km, hệ thống của Trung Quốc vượt trội về khoảng cách – xa hơn 1.000 lần. Đây là minh chứng cho cách tiếp cận sáng tạo và tham vọng của Trung Quốc trong việc định hình tương lai khám phá vũ trụ.

Hướng tới tương lai và những rào cản

Mặc dù đạt được thành tựu đáng kể, công nghệ laser vẫn đối mặt với nhiều thách thức. Việc nhắm mục tiêu chính xác ở khoảng cách lớn đòi hỏi thiết bị tiên tiến và thuật toán phức tạp. Ngoài ra, điều kiện thời tiết và nhiễu từ môi trường không gian có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của hệ thống.

Trung Quốc đang nỗ lực khắc phục những hạn chế này thông qua việc phát triển chòm vệ tinh Thước Kiều và các trạm quan sát hiện đại hơn. Mục tiêu dài hạn là xây dựng mạng lưới liên lạc và định vị toàn diện, hỗ trợ không chỉ các sứ mệnh Mặt Trăng mà còn cả những chuyến thám hiểm xa hơn, như Sao Hỏa.

Thành công của thí nghiệm với Thiên Đô 1 là minh chứng cho tiềm năng của laser trong việc thay đổi cách con người khám phá vũ trụ. Nó không chỉ củng cố vị thế của Trung Quốc trong cuộc đua không gian mà còn truyền cảm hứng cho các quốc gia khác đầu tư vào công nghệ tương tự.

Trong tương lai, khi các sứ mệnh không gian ngày càng mở rộng, laser sẽ trở thành công cụ không thể thiếu, từ định vị vệ tinh, liên lạc tốc độ cao, đến hỗ trợ xây dựng căn cứ trên các hành tinh xa xôi. Với những gì đã đạt được, Trung Quốc đang tiến gần hơn đến giấc mơ chinh phục không gian sâu.

Thùy Linh