Vệ tinh Nano Dò tìm những Thế giới Xa lạ

Phòng thí nghiệm Draper và MIT đã phát triển một vệ tinh cỡ ổ bánh mì nhưng đảm trách một trong những nhiệm vụ lớn nhất trong thiên văn học: tìm kiếm các hành tinh giống trái đất bên ngoài hệ mặt trời của chúng ta – còn gọi là hành tinh ngoại – có thể hỗ trợ cho sự sống. Được lên lịch phóng vào năm 2012.

"Vệ tinh nano," có tên là ExoPlanetSat, chứa hệ thống quang học mạnh với hiệu suất cao cùng với công nghệ mới về điều khiển và ổn định trong một khối nhỏ.

Trong lúc có nhiều vệ tinh nhỏ đang thực hiện các nhiệm vụ liên lạc và quan sát đơn giản. "Chúng tôi đang làm những thứ chưa từng được làm trước đây", phát biểu của ông Seamus Tuohy, giám đốc về những hệ thống không gian ở Draper.

Thiết bị săn hành tinh: Vệ tinh nano mới, có tên là ExoPlanetSat, sẽ dò tìm những hành tinh giống trái đất bằng công nghệ mới về quang học, điều hướng, và điều khiển. Kích thước của nó bằng cỡ ổ bánh mì. Ảnh: Technology Review

ExoPlanetSat dò tìm các hành tinh bằng cách đo độ mờ của một ngôi sao khi một hành tinh đi qua mặt trước ngôi sao, gọi là kỹ thuật quan sát lướt qua (transit observation). Bộ dò ánh sáng vệ tinh có hai tia phẳng hội tụ - một để lấy dấu ngôi sao và một cho các quan sát lướt qua. Đo mức độ sáng của một ngôi sao một cách chính xác cũng cho phép tính toán được kích thước của hành tinh. Và đo lượng thời gian hành tinh hoàn tất quỹ đạo, các nhà nghiên cứu có thể xác định khoảng cách tứ ngôi sao đến hành tinh đó.

Kỹ thuật này được xây dựng khá hoàn hảo, nhưng mới chỉ dùng cho các tàu vũ trụ quỹ đạo lớn hơn nhiều, trong đó có vệ tinh Corot của Pháp, đã phát hiện về một hành tinh đáng nể năm ngoái, và vệ tinh Kepler của NASA, phóng vào năm 2009. ExoPlanetSat không thể thay thế tàu vũ trụ lớn hơn, mà là để bổ sung thêm, phát biểu của bà Sara Seager, giáo sư khoa học hành tinh và vật lý tại MIT, nghĩa là vệ tinh nano sẽ tập trung vào những ngôi sao đơn lẻ đáng quan tâm về mặt khoa học mà tàu vũ trụ lớn hơn đã xác định được. Trong khi tàu vũ trụ như Kepler quan sát khoảng 150.000 ngôi sao, một vệ tinh nano như ExoPlanetSat được thiết kế để theo dõi chỉ một ngôi sao đơn lẻ.

Để đo chính xác độ sáng của một ngôi sao, các kỹ sư phải giữ cho con tàu vũ trụ ổn định, các photon đến phải chạm cùng một phần nhỏ của một điểm ảnh ở mọi thời điểm, Seager nói, cô cũng là một nhà khoa học tham gia chương trình vệ tinh Kepler. "Bất kỳ nhiễu loạn nào làm rung lắc con tàu sẽ làm mờ hình ảnh và làm các phép đo mất tác dụng," cô nói. "Và tàu vũ trụ càng nhỏ thì càng dễ điều khiển hơn."

Để điều khiển chính xác và ổn định ExoPlanetSat, các nhà nghiên cứu Draper và MIT đã xây dựng hệ thống điện tử tùy chỉnh và các bánh xe phản ứng sẵn sàng, một loại thiết bị cơ khí được dùng để điều khiển tư thế, tại bệ của con tàu vũ trụ để lái nó vào đúng vị trí. Các bộ lái áp điện chạy pin kiểm soát các chuyển động của bộ dò hình ảnh, hoàn toàn độc lập tách hẳn khỏi con tàu, do đó nó hoạt động riêng lẽ. (Pin được sạc bởi các tấm năng lượng mặt trời.) "Các bộ lái di chuyển bộ dò đi ngược với con tàu chính xác đến nỗi mắt người không thể nhận thấy sự chuyển động," Seager nói. "Đây là cấp độ có tầm vóc hơn hẳn bất kỳ vệ tinh nano nào đã trình diễn trước đây," cô nói.

Vệ tinh Nano có thể tích chừng ba lít, cao 10cm, rộng 10cm và dài 30cm. "Đó là một kỳ công kỹ thuật để có được tất cả phần cứng nằm trong một khối nhỏ như vậy, bao gồm cả khả năng xử lý cần thiết và khả năng lưu trữ dữ liệu ", ông Tuohy nói.

Mỗi vệ tinh nano sẽ có giá chỉ khoảng 600.000 USD khi đi vào sản xuất hàng loạt –ExoPlanetSat hiện tại có giá xấp xỉ 5 triệu USD – và tuồi thọ ước tính của nó trên quỹ đạo là từ một đến hai năm. Cuối cùng, Seager nói, các nhà nghiên cứu hy vọng sẽ phóng một đội các vệ tinh nano khảo sát toàn bộ các ngôi sao gần nhất và sáng nhất.

Người dịch: Anh Phương (Theo: BRITTANY SAUSER - TechonolyReview)