Làm thế nào các nhà khoa học ở Trái Đất lại có thể liên lạc, gửi và nhận tín hiệu từ vũ trụ?

Làm thế nào các nhà khoa học ở Trái Đất lại có thể liên lạc, gửi và nhận tín hiệu từ vũ trụ?
13.04.2020 160


Làm thế nào các nhà khoa học ở Trái Đất lại có thể liên lạc, gửi và nhận tín hiệu từ vũ trụ?

Châu Âu, Nga, Trung Quốc, Ấn Độ và Nhật Bản cũng có những mạng lưới liên lạc tương tự chứ không chỉ riêng NASA.

Bạn gọi một cuộc gọi đường xa, dù xa đến mấy, cũng có nhà mạng “đỡ lưng” và gửi tín hiệu điện thoại cho bạn. Nhưng với một tàu vũ trụ xa ngoài vũ trụ thì “nhà mạng” nào gồng gánh được?

 Voyager 1, tàu vũ trụ hiện xa Trái Đất nhất, với khoảng cách hơn 20 tỷ km và tiếp tục tăng.

Voyager 1, tàu vũ trụ hiện xa Trái Đất nhất, với khoảng cách hơn 20 tỷ km và tiếp tục tăng.

Câu trả lời cho bạn đây: đó là hệ thống liên lạc DSN – Deep Space Network (Mạng Vũ Trụ Sâu) của NASA, một trong những hệ thống liên lạc lớn nhất và nhạy nhất trên thế giới. Tất nhiên là thế với thế giới của chúng ta thôi, biết đâu ngoài vũ trụ kia còn có một “nhà mạng” lớn mạnh hơn cả NASA của chúng ta?

Ghi chú thêm cho các bạn chưa biết, Deep Space – vũ trụ sâu là phần không gian nằm ngoài tầm ảnh hưởng của Trái Đất, tức là khoảng không xa hơn Mặt Trăng trở ra.

DSN là dàn ăngten liên lạc radio quốc tế khổng lồ của NASA đặt tại ba địa điểm: California, Mỹ - Madrid, Tây Ban Nha và Canberra, Úc. Nó có nhiệm vụ hỗ trợ các sứ mệnh không gian và một số vệ tinh quay quanh Trái Đất. DNS còn cung cấp những quan sát vũ trụ, cung cấp cho chúng ta thêm những thông tin để hiểu về vũ trụ rộng lớn kia. 3 mạng lưới được đặt một cách khoa học quanh thế giới (cách nhau xấp xỉ 120 kinh độ), để lỡ khi trạm này không nhận được tin nhắn do Trái Đất quay, trạm khác có thể ngay lập tức kết nối, không để gián đoạn liên lạc.

Tất cả đều được liên lạc bằng sóng radio. Loại sóng này truyền đi với vận tốc ánh sáng (299.792.458 m/s – 1.079.252.849 km/h, hơn 1 tỷ km/h). Nhưng để sóng truyền về tới hệ thống mặt đất, thì Voyager 1, tàu không người lái hiện xa Trái Đất nhất hiện tại, sẽ phải mất 17 tiếng 15 phút và 57 giây, tăng lên mỗi ngày (thông số đo đạc vào thời điểm cách đây hơn 1 năm), bởi lẽ con tàu Voyager vẫn đang tiếp tục hành trình “rời xa Đất Mẹ” của mình. Các bạn có thể xem khoảng cách của 2 con tàu thuộc sứ mệnh Voyager với Trái Đất tại đây.

Những bộ ăngten lớn của DSN là kết nối không thể thiếu với các nhà thám hiểm vũ trụ hay với những con tàu không người lái ngoài kia. Nó cung cấp một kết nối tối quan trọng với tàu vũ trụ và cung cấp cho chúng ta những hình ảnh, những thông tin khoa học về chính Trái Đất hay những hành tinh khác, thậm chí cả chính vũ trụ.

Mỗi một cơ sở của DSN được đặt trong một địa hình nửa đồi núi, trũng lòng chảo để tạo nên một lá chắn tự nhiên ngăn chặn việc nhiễu tần số sóng radio. Những ăngten lớn tạo nên một đường truyền hai triều từ trạm DSN tới những tàu vũ trụ có và không người lái. Chúng có các khả năng:

- Lấy được những thông tin từ xa.

- Chuyển lệnh điều hành tới các tàu vũ trụ.

- Cập nhật phần mềm cho các tàu vũ trụ.

- Theo dõi vị trí và tốc độ của tàu vũ trụ

- Đo đạc nhiều loại sóng radio phục vụ cho mục đích nghiên cứu.

- Thu thập thông tin khoa học.

- Điều chỉnh hoạt động của toàn bộ mạng lưới DSN mặt đất.

Nhưng không có gì là hoàn hảo, DSN vẫn còn đó những giới hạn và trước mắt còn rất nhiều thử thách cho mạng lưới này nói riêng và toàn bộ nền khoa học khám phá vũ trụ nói chung.

- Mạng lưới DSN – Deep Space Network, với cái tên “vũ trụ sâu” làm nhiều người hiểu lầm. Hiện tại ta chưa có những dự án tương lai hay những vệ tinh liên lạc chuyên dụng để có thể sử dụng vào nhiều mục đích, nhiều nhiệm vụ khám phá. Tất cả những thiết bị truyền và nhận đều đặt tại Trái Đất, vì vậy mà thông tin đưa ra và nhận và sẽ bị khoảng cách lớn ngăn cản

- Có những sứ mệnh không gian đã hoạt động lâu hơn thời gian dự kiến, và hiện tại vẫn gửi về những dữ liệu thu thập được. Điển hình là sứ mệnh Voyager đã được bắt đầu từ năm 1977, hiện tại sứ mệnh vũ trụ này vẫn mang lại cực kì nhiều thông tin quý giá. Đây là những vậy thể nhân tạo đầu tiên đặt chân tới những nơi xa như vậy. Dù đây là tin mừng, nhưng để duy trì và tiếp túc nhận thông tin gửi về từ Voyager, ta cần những bộ xử lý và ăngten mặt đất cực kì lớn.

- Việc thay thế, bảo dưỡng tốn kém và sẽ khiến toàn bộ hệ thống trì trệ với thời gian lên tới vài tháng mỗi lần sửa.

- Có những ăngten đã gần đến lúc “từ giã cõi đời”, chúng sẽ phải được thay thế sớm.

- Tính tới năm 2020, với đà khám phá này, thì DSN sẽ phải gánh vác nhiều gấp 2 lần số sứ mệnh mà nó phải làm vào thời điển năm 2005. Việc không thay thế hệ thống DSN đã có tuổi, kèm theo càng ngày có càng nhiều nhiệm vụ không gian mà DSN phải cáng đáng, tất yếu sẽ xảy ra những hậu quả.

Dink

Trí Thức Trẻ

Tin chọn lọc khác
Làm thế nào các nhà khoa học ở Trái Đất lại có thể liên lạc, gửi và nhận tín hiệu từ vũ trụ?
13.04.2020 161
Có bao giờ bạn tự hỏi làm cách nào các nhà khoa học ở Trái Đất có thể liên lạc, nhận và gửi tín hiệu đến vũ trụ. Cùng khám phá bí mật đó trong bài viết sau đây.
7 bí ẩn về vũ trụ mà các nhà khoa học chưa giải thích được
13.04.2020 121
Trước giờ khoảng cách vũ trụ xa nhất mà loài người có thể đặt chân lên được mới chỉ là Mặt Trăng, và cũng chỉ có duy nhất 1 trong 4 tàu con thoi mà chúng ta phóng lên, tàu Voyager 1, có thể đi xa khỏi quỹ đạo Mặt Trời. Những gì chúng ta biết được về vũ trụ xa thẳm kia đều là những mảnh thông tin ghép lại từ những vật thể rơi tự do và qua quan sát kính thiên văn. Một vài bí ẩn thu hút sự chú ý có tính chất rùng rợn như hiện tượng mặt người trên sao Hỏa (thực chất là bóng của ngọn núi nhìn từ xa) hay vệ tinh hiệp sĩ đen “UFO” (thực chất là mảnh vụn của vệ tinh) đều đã được khai phá.
Những bí ẩn về vũ trụ mà khoa học không thể giải thích
13.04.2020 151
Những bí ẩn về vũ trụ mà khoa học không thể giải thích.Tại sao vũ trụ đang giãn nở ngày càng nhanh? Liệu có tồn tại những vũ trụ khác bên ngoài vũ trụ chúng ta? Điều gì xảy ra nếu các hố đen thực sự là những lối vào của thế giới khác? … Đó là một vài trong vô số bí ẩn của vũ trụ mà khoa học cho đến nay vẫn không thể giải đạp.
Robot NASA chụp ảnh selfie trên sao Hỏa
13.04.2020 128
Bức ảnh toàn cảnh 360 độ ghi lại khoảnh khắc robot Curiosity đứng trơ trọi giữa sườn đồi khô cằn của hành tinh đỏ.
Kính viễn vọng không gian thấy gì vào sinh nhật bạn?
13.04.2020 92
Nhân kỷ niệm 30 năm hoạt động của kính viễn vọng Hubble, NASA tổ chức một sự kiện cho phép mọi người chiêm ngưỡng ảnh chụp vũ trụ theo ngày sinh.
Phát hiện thiên thạch chứa hợp kim siêu dẫn
13.04.2020
Lần đầu tiên, các nhà khoa học tìm thấy vật liệu siêu dẫn - chất dẫn điện không có điện trở - đến từ môi trường bên ngoài Trái Đất.
Dải Ngân Hà có thể rộng 1,9 triệu năm ánh sáng
13.04.2020 83
Nhờ tìm ra rìa dải Ngân Hà, các nhà khoa học có thể tính toán chính xác hơn khối lượng của nó và số lượng thiên hà nhỏ bao quanh.
Công bố ảnh chụp Mặt Trời chi tiết 'chưa từng có'
13.04.2020 84
Bức ảnh được chụp bởi các nhà khoa học Anh và NASA cho thấy bầu khí quyển của Mặt Trời phức tạp hơn nhiều so với suy nghĩ trước đây.
Phát hiện thiên hà tự phát sóng vô tuyến với chu kỳ 16 ngày đều đặn
21.02.2020 580
Các nhà khoa học đã phát hiện ra một vụ bùng phát vô tuyến nhanh (FRB) với nhịp điệu đều đặn và có tín hiệu lặp lại bí ẩn đến từ một thiên hà khác. Các sóng vô tuyến nhanh là những xung mạnh của sóng vô tuyến kéo dài chỉ vài mili giây, khởi nguồn từ quá trình bùng nổ năng lượng bí ẩn trong vũ trụ.
NASA phát hiện ra cặp sao thường xuyên diễn ra hiện tượng "nhật thực" - Thuban
16.01.2020 550
Bạn sẽ dễ dàng nhận thấy ngôi sao Thuban hiện ra rõ trên nền trời đen. Rất có thể người Ai Cập cổ đại đã sử dụng ánh sáng của Thuban như sao Bắc Đẩu, và khoa học có bằng chứng để đưa ra nhận định đó. Khoảng 4.700 năm trước, khi người Ai Cập xây kim tự tháp đầu tiên, nhiều khả năng sao Thuban đã là trục thẳng đứng với nhiều các ngôi sao khác bay xung quanh. 
Hiện tượng ‘trăng xanh’ đầy kỳ lạ mà nhiều người chưa biết đến
14.01.2020 543
Trăng xanh là một khái niệm chỉ hiện tượng trăng tròn không ăn khớp với một tháng dương lịch. Thường thì một năm dương lịch có mười hai lần trăng tròn, trùng hợp mỗi tháng có một lần trăng tròn. Nhưng do mỗi năm dương lịch/năm chí tuyến dài hơn năm âm lịch 11 ngày nên những ngày này dần dồn lại để sau khoảng hai hoặc ba năm lại có thêm một lần trăng tròn. Nói "Trăng xanh' thì trăng có màu xanh không? Và hiện tượng này có những tác động gì?
Vệ tinh săn hành tinh của NASA đã tìm thấy “anh em” của Trái Đất
13.01.2020 512
Vệ tinh săn ngoại hành tinh của NASA TESS đã tìm thấy một hành tinh tương đương với Trái Đất và nằm trong vùng có thể sinh sống được. NASA cho rằng vệ tinh săn hành tinh TESS của cơ quan này đã phát hiện ra một hành tinh có kích cỡ tương đương với Trái Đất nằm trong phạm vi có thể sinh sống được trong quỹ đạo ngôi sao của nó, một điều kiện cho phép nước có khả năng tồn tại ở thể lỏng.
Những sự thật thú vị về trạm vũ trụ quốc tế ISS mà bạn chưa biết đến
18.12.2019 423
Trạm vũ trụ quốc tế ISS (International Space Station) đã chào mừng sinh nhật lần thứ 19 vào ngày 6/12 vừa qua. Cùng khám phá thêm những thông tin thú vị về trạm vũ trụ ISS mà bạn có thể chưa biết tới.
Tuyên bố chấn động: Sinh vật ngoài hành tinh có thể đang sống trên sao Kim
18.12.2019 740
Một nghiên cứu đã đưa ra tuyên bố chấn động rằng, sinh vật ngoài hành tinh có thể đang sống trong tầng mây a-xít trên sao Kim. Với giả thuyết trên, chúng ta ta đã có một bước tiến trong nghiên cứu các sinh vật và hành tinh ngoài vũ trụ
Dải Ngân Hà của chúng ta có khối lượng lớn gấp 890 tỷ lần so với Mặt Trời
16.12.2019 489
Dựa vào lực hấp dẫn và sự di chuyển của vật thể, các nhà khoa học tính toán khối lượng khổng lồ của dải Ngân Hà lớn gấp 890 tỷ lần so với Mặt Trời. Đây là một phát hiện thú vị về khoa học vũ trụ ngày nay.
Phát hiện ra thiên hà từ thời sơ khai đang tạo ra các vì sao mới
16.12.2019 255
Qua hệ thống kính viễn vọng ALMA tại Chile, các nhà khoa học đã quan sát được MAMBO-9 - thiên hà chứa đầy bụi vũ trụ và đang tạo ra các vì sao mới. Đây được coi là thiên hà xa với Trái Đất nhất khi nó cách Trái Đất đến 13 tỷ năm ánh sáng
Thập kỷ rực rỡ với những khám phá phi thường của nhân loại
16.12.2019 218
Thập kỷ thứ hai của thế kỷ 21 sắp kết thúc, chúng ta hãy cùng nhìn lại những khám phá khoa học đỉnh cao mà nhân loại đã làm được suốt 10 năm qua từ việc tìm hiểu cơ thể người đến giải mã hành tinh Trái Đất và trong vũ trụ bao la.
Con người có thể sinh con bên ngoài vũ trụ với nghiên cứu mới nhất
16.12.2019 263
Viễn cảnh sinh con trong vũ trụ của nhân loại sắp trở thành hiện thực khi một công ty tại Hà Lan đã lên kế hoạch cho hành trình bay “độc nhất vô nhị” này. Thực nghiệm này có thể sẽ đưa lại những giá trị nghiên cứu to lớn cho khoa học vũ trụ thế giới.
Thiên thạch đâm vào Trái Đất có thể biến đại dương thành biển axit
03.11.2019 253
Chúng ta biết rằng thiên thạch Chicxulub đã gây ra sự tuyệt chủng của loài khủng long trên cạn khi nó đâm vào Trái đất khoảng 66 triệu năm trước. Không chỉ có thế, một nghiên cứu mới cho thấy tiểu hành tinh này cũng đã axit hóa đại dương, xóa sạch phần lớn sự sống ở dưới nước. Đây là bằng chứng trực tiếp đầu tiên cho thấy tác động hủy diệt khủng long cũng là nguyên nhân biến các đại dương thành axit, đủ để dẫn đến sự tuyệt chủng hàng loạt, một lời cảnh báo cho chúng ta ngày nay.
Con người đạt mốc quan trọng mới trong lịch sử khám phá vũ trụ
03.11.2019 214
Christina Koch và Jessica Meir trèo ra bên ngoài Trạm Không gian Quốc tế vào khoảng 7 giờ 50 phút sáng (giờ địa phương) để sửa chữa khẩn cấp hệ thống điện của nó. Họ kết thúc nhiệm vụ này sau 7 giờ và 17 phút, ngay trước 3 giờ chiều. Hai nữ phi hành gia đã thành công trong nhiệm vụ thay mới bộ xả pin bị lỗi không thể kích hoạt được từ đầu tháng, sau khi được lắp các cục pin ion-lithium mới ở bên ngoài trạm không gian. Bộ sạc bị lỗi sẽ được gửi trở lại Trái đất để sửa chữa.
Vòng tròn đá 4.500 năm tuổi trong rừng
03.11.2019 363
Công trình cổ với đường kính 25 m ẩn dưới những tán cây được phát hiện nhờ công nghệ quét laser từ trên cao. Nhà khảo cổ Jon Hoyle tìm thấy vòng tròn đá thời Đồ Đồng ẩn trong Rừng Dean, Gloucestershire, BBC hôm 31/10 đưa tin. Công trình gồm một bờ đất cao hình tròn, bên trên đặt những tảng đá vôi nhỏ. Đây là phát hiện đáng chú ý và là công trình cổ duy nhất dạng này tại Gloucestershire. Nhóm nghiên cứu sử dụng LiDAR, công nghệ chiếu tia laser từ máy bay để quét và lập bản đồ 3D mặt đất.
NASA lên kế hoạch gửi robot lên cực nam của Mặt Trăng để tìm kiếm nước
03.11.2019 183
NASA lên kế hoạch gửi robot lên cực nam của Mặt Trăng để tìm kiếm nước, con người chưa từ bỏ hi vọng tìm kiếm 1 hành tinh thay thế Trái Đất trong tương lai
Tin xem nhiều
Tin mới nhất