50 năm sau chương trình Apollo, Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA), NASA và các đối tác quốc tế khác đang chuẩn bị quay trở lại Mặt trăng, với tham vọng lớn hơn là ở lại lâu hơn, khám phá rộng hơn và cuối cùng là sử dụng Mặt trăng làm "trạm trung chuyển" cho các điểm đến xa hơn trong vũ trụ.
Ở lại lâu hơn trên bề mặt Mặt trăng đồng nghĩa với việc phải sống sót qua đêm Trăng lạnh và kéo dài hai tuần (tính theo ngày Trái Đất), ở nhiệt độ âm hàng trăm độ C, mà không được hỗ trợ bởi điện từ các tấm pin Mặt trời.
Hiện tại không có robot tự hành hay thí nghiệm khoa học nào có thể chịu được những điều kiện này mà không có nguồn nhiệt sưởi ấm.
Tàu đổ bộ Vikram (bên trái) và tàu thám hiểm Pragyan của sứ mệnh Mặt trăng Chandrayaan-3 của Ấn Độ. Ảnh: ISRO
Trong sứ mệnh tiên phong kéo dài 2 tuần thu hút sự chú ý của quốc tế, tàu đổ bộ Vikram và tàu thám hiểm Pragyan của sứ mệnh Mặt trăng Chandrayaan-3 của Ấn Độ đã chuyển sang chế độ ngủ, đối mặt với cái lạnh khắc nghiệt của vùng cực Nam Mặt trăng.
Theo báo cáo của Space.com, khi bộ đôi tàu Ấn Độ chờ đợi bình minh tiếp theo của Mặt trăng, việc sống sót của cả hai là nhờ... may mắn.
Lý do tại sao?
Trên Trái đất, nhiệt độ ở Nam Cực có thể giảm xuống âm độ C, nhưng không gì có thể so sánh được với mức nhiệt siêu lạnh ở các vùng cực của Mặt trăng.
Theo dữ liệu của NASA, nhiệt độ ban ngày gần xích đạo của Mặt trăng đạt mức sôi: 120 độ C. Trong khi vào ban đêm, nhiệt độ giảm mạnh đột ngột xuống -130 độ C. Các vùng cực của Mặt trăng thậm chí còn lạnh hơn. Tàu NASA đã ghi nhận mức nhiệt xuống -250 độ C tại miệng hố va chạm Hermite - Đây là nhiệt độ lạnh nhất từng đo được trong Hệ Mặt trời tính cho đến nay.
Tuy nhiên, điều ngạc nhiên là Tổ chức Nghiên cứu Vũ trụ Ấn Độ (ISRO), chịu trách nhiệm điều hành sứ mệnh Chandrayaan-3, đã chọn việc không trang bị cho tàu Vikram và Pragyan các thiết bị "lò sưởi" RHU - thường được sử dụng cho các sứ mệnh Mặt trăng trước đó.
Những lò sưởi này, được gọi là thiết bị gia nhiệt đồng vị phóng xạ (RHU), hoạt động bằng cách tỏa nhiệt thụ động để giữ cho phần cứng trên tàu vũ trụ ở nhiệt độ hoạt động bền vững.
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 phiên bản phóng xạ của plutonium hoặc polonium thành năng lượng điện. Quá trình này cuối cùng làm ấm phần cứng của tàu vũ trụ, mặc dù hầu như chỉ đủ để giúp nó tồn tại ở nhiệt độ rất lạnh.
Nói cách khác, RHU giữ cho tàu vũ trụ đủ ấm để chạy bằng cách chuyển nhiệt từ sự phân rã phóng xạ thành năng lượng điện.
Do đó, nếu không có hệ thống sưởi ấm như vậy, sự sống sót của bộ đôi Vikram và Pragyan hoàn toàn phụ thuộc vào may mắn.
Tiêu chuẩn trong các sứ mệnh Mặt trăng
Kể từ những năm 1970, bộ gia nhiệt đồng vị phóng xạ (RHU) đã trở thành tiêu chuẩn trong các sứ mệnh trên Mặt trăng.
Đơn cử, Lunokhod 1 - tàu thám hiểm Mặt trăng thành công đầu tiên trên thế giới, thực hiện được quãng đường hơn 10 km trong 10 tháng trên Mặt trăng, đã tự cung cấp năng lượng bằng cách sử dụng pin Mặt trời gắn trên một nắp lớn. Trong những đêm Trăng lạnh khắc nghiệt, nó đóng nắp đó để giữ ấm với năng lượng được cung cấp bởi lò sưởi đồng vị phóng xạ polonium-210 cho đến khi bình minh đến.
Hình ảnh bộ gia nhiệt đồng vị phóng xạ (RHU). Ảnh: ESA
Bộ đôi tàu đổ bộ và tàu thám hiểm Chang'e-3 của Trung Quốc, đã hạ cánh không quá xa địa điểm của Lunokhod 1 trong một miệng hố va chạm lớn ở phía tây bắc của Mặt trăng vào năm 2013, cũng tích hợp công nghệ tương tự trên tàu để bảo vệ nó khỏi những đêm Trăng khắc nghiệt.
Chiếc rover Yutu sống sót qua đêm đầu tiên nhưng vĩnh viễn mất khả năng di chuyển sau đêm thứ hai. Tuy nhiên, trong 4 năm qua, người kế nhiệm sáu bánh của nó có tên Yutu-2 đã thức dậy vào mỗi ngày âm lịch đúng như dự kiến của các nhà khoa học.
ISRO vẫn giữ im lặng
Trong khi ISRO giữ im lặng về lý do tại sao Chandrayaan-3 thiếu công nghệ sưởi ấm này, thì sứ mệnh này đã đạt được rất nhiều thành tựu vượt ngoài mong đợi.
Cả Vikram và Pragyan đều hạ cánh thành công xuống cực Nam của Mặt trăng vào ngày 23/8/2023 - một khu vực đang ngày càng được chú trọng vì có khả năng chứa trữ lượng nước đóng băng. Thành công này đưa Ấn Độ trở thành quốc gia đầu tiên hạ cánh thành công xuống khu vực này của Mặt trăng.
Bề mặt Mặt trăng ở khu vực cực Nam. Ảnh: Internet
Tàu đổ bộ Vikram thậm chí còn vượt trội hơn mong đợi khi thực hiện một "cú nhảy" đáng ngạc nhiên trên bề mặt Mặt trăng, tự đưa nó đến gần tàu thám hiểm Pragyan khoảng 40 cm.
ISRO cho biết, trước khi bắt đầu nghỉ ngơi trong đêm Trăng, pin của Pragyan đã được sạc đầy. Arun Sinha, cựu nhà khoa học cấp cao tại ISRO, giải thích với Space.com rằng thời gian tồn tại của sứ mệnh có thể được kéo dài NẾU pin hoạt động cực kỳ hiệu quả. "Nếu việc sạc pin hoạt động đặc biệt tốt, sứ mệnh có thể kéo dài thêm 1 ngày Trăng nữa (bằng 14 ngày Trái đất)".
Sứ mệnh này đã khơi dậy sự tò mò khoa học và niềm tự hào dân tộc khi Ấn Độ tiếp tục có những bước tiến trong lĩnh vực thám hiểm không gian.
Tuy nhiên, liệu tàu Ấn Độ Vikram và Pragyan có thức dậy vào lúc bình minh của Mặt trăng tiếp theo hay không vẫn là một vấn đề có tính rủi ro cao. Việc này tùy thuộc vào cách bộ đôi tàu vượt qua điều kiện lạnh giá ở cực Nam của Mặt trăng mà không có sự trợ giúp của các cơ chế sưởi ấm thông thường.
Nguồn: Yahoo/News, ESA, NASA, Interestingengineering
