Năm 2015, tỷ phú người Nga Yuri Milner đã thành lập Sáng kiến đột phá, một tổ chức phi lợi nhuận chuyên tăng cường tìm kiếm trí thông minh ngoài trái đất (SETI). Vào tháng Tư năm sau, anh và tổ chức được thành lập đã công bố việc tạo ra Đột phá Starshot, một chương trình để tạo ra một wafercraft điều khiển bằng đèn lồng sẽ thực hiện hành trình đến hệ thống sao gần nhất - Alpha Centauri - trong vòng đời của chúng tôi.
Tháng 6 vừa qua, tổ chức đã có một bước tiến lớn để đạt được mục tiêu này. Sau khi quá giang một chuyến đi trên một số vệ tinh đang được triển khai tới Quỹ đạo Trái đất thấp (LEO), Đột phá đã thực hiện chuyến bay thử nghiệm thành công tàu vũ trụ đầu tiên của nó. Được biết đến với cái tên là Sprites, đây không chỉ là những con tàu vũ trụ nhỏ nhất từng được phóng, mà còn là nguyên mẫu cho chiếc wafercraft Starshot cuối cùng được hy vọng gửi đến Alpha Centauri.
Khái niệm cho một wafercraft rất đơn giản. Bằng cách tận dụng những phát triển gần đây trong điện toán và thu nhỏ, tàu vũ trụ có kích cỡ của thẻ tín dụng có thể được tạo ra. Chúng có khả năng mang tất cả các cảm biến, bộ vi xử lý và microthruster cần thiết, nhưng sẽ nhỏ và nhẹ đến mức cần ít năng lượng hơn để tăng tốc chúng lên tốc độ tương đối - trong trường hợp của Starshot, tốc độ ánh sáng lên tới 20% .
Như Pete Worden - giám đốc điều hành đột phá Starshot, đồng thời là cựu giám đốc của Trung tâm nghiên cứu NASA từ Ames - đã nói trong một cuộc phỏng vấn với Khoa học Mỹ:
Đây là phiên bản rất sớm của những gì chúng tôi sẽ gửi đến khoảng cách giữa các vì sao. Ngoài ra, đây là một minh chứng rõ ràng khác rằng các quốc gia có thể làm việc cùng nhau để làm những điều tuyệt vời trong không gian. Đây là những tàu vũ trụ của châu Âu với trọng tải vệ tinh nano của Hoa Kỳ được phóng lên trên một máy tăng áp Ấn Độ, bạn có thể nhận được nhiều quốc tế hơn thế.
Giáo sư Abraham Loeb cũng có một số từ lựa chọn để đánh dấu dịp lịch sử này. Ngoài việc là Giáo sư Khoa học của Frank B. Baird Jr., Chủ tịch Khoa Thiên văn học và Giám đốc Viện Lý thuyết và Tính toán tại Đại học Harvard, Giáo sư Loeb còn là chủ tịch của Ủy ban Cố vấn đột phá Starshot. Như ông nói với Tạp chí Không gian qua email:
Sự ra mắt của các vệ tinh Sprite đánh dấu minh chứng đầu tiên rằng các thiết bị điện tử thu nhỏ trên các chip nhỏ có thể được phóng mà không bị hư hại, sống sót trong môi trường khắc nghiệt của không gian và giao tiếp thành công với trái đất. Starshot Initiative nhằm mục đích phóng các con chip tương tự được gắn vào một cánh buồm nhẹ mà nó bị tia laser đẩy tới 1/5 tốc độ ánh sáng, để máy ảnh, thiết bị liên lạc và điều hướng của nó (có tổng trọng lượng là một gram) tiếp cận hành tinh gần nhất bên ngoài Hệ mặt trời trong thế hệ của chúng ta.
Tàu được triển khai vào ngày 23 tháng 6, cõng trên hai vệ tinh thuộc tập đoàn công nghệ đa quốc gia OHB System AG. Giống như StarChips mà Starshot đang đề xuất, Sprites đại diện cho một bước tiến lớn trong quá trình tiến hóa của tàu vũ trụ thu nhỏ có thể thực hiện công việc của những nhà thám hiểm robot lớn hơn. Chúng có kích thước chỉ 3,5 x 3,5 cm (1,378 x 1,378 inch) và trọng lượng chỉ bốn gram (0,14 ounce), nhưng vẫn có thể đóng gói các tấm pin mặt trời, máy tính, cảm biến và radio vào các khung nhỏ của chúng.
Sprite ban đầu được hình thành bởi Zac Manchester, một nhà nghiên cứu sau tiến sĩ và kỹ sư hàng không vũ trụ tại Đại học Cornell. Quay trở lại năm 2011, anh đã phát động một chiến dịch Kickstarter (được gọi là Kick KickSat) để gây quỹ để phát triển ý tưởng, đó là cách anh giảm chi phí liên quan đến tàu vũ trụ. Chiến dịch này là một thành công lớn, với việc Manchester huy động được tổng cộng 74.586 đô la của mục tiêu ban đầu là 30.000 đô la.
Hiện là thành viên của Đột phá Starshot (nơi anh phụ trách thiết kế và tối ưu hóa wafer), Manchester giám sát việc xây dựng Sprites từ Trường Kỹ thuật Cơ khí và Vũ trụ Sibley tại Cornell. Như giáo sư Loeb đã giải thích:
Dự án Sprites được lãnh đạo bởi Zac Manchester, một postdoc của Harvard, người bắt đầu làm việc này trong thời gian làm Tiến sĩ tại Cornell. Sprites là các vệ tinh có kích thước chip được cung cấp bởi ánh sáng mặt trời, dự định được phát hành trong không gian để chứng minh một công nghệ mới của tàu vũ trụ hạng nhẹ (quy mô gram) có thể giao tiếp với Trái đất.
Mục đích của nhiệm vụ này là kiểm tra các hệ thống điện tử và thông tin vô tuyến của Sprites đã hoạt động tốt như thế nào trên quỹ đạo. Sau khi triển khai, Sprites vẫn gắn liền với các vệ tinh này (được biết đến với tên gọi là Max Max Valier và và Vent Venta) và bắt đầu truyền đi. Thông tin liên lạc sau đó đã được nhận từ các trạm mặt đất, điều này chứng minh rằng kiến trúc liên lạc vô tuyến mới lạ của Sprites đã thực hiện chính xác như nó được thiết kế.
Khi thử nghiệm này hoàn tất, Starshot hiện đã xác nhận rằng một waferocraft có khả năng hoạt động trong không gian và giao tiếp với các bộ điều khiển trên mặt đất. Trong những tháng tới, nhiều nhà khoa học và kỹ sư đứng sau chương trình này chắc chắn sẽ tìm cách thử nghiệm các hệ thống thiết yếu khác (như microthruster craft và máy tưởng tượng) trong khi cũng nghiên cứu các mối quan tâm kỹ thuật khác nhau mà nhiệm vụ của instellar sẽ đòi hỏi.
Trong khi đó, Sprites vẫn đang truyền và đang liên lạc với đài phát thanh mặt đất ở California và New York (cũng như những người đam mê radio trên toàn thế giới). Đối với những người muốn lắng nghe thông tin liên lạc của họ, Giáo sư Loeb đã rất tốt bụng khi cho chúng tôi biết tần số họ đang truyền phát.
Tần số vô tuyến mà tại đó các Sprites vừa được phóng hoạt động là 437,24 MHz, tương ứng với bước sóng khoảng 69 cm, ông nói. Vì vậy, nếu bạn đã có một đài phát thanh ham và cảm thấy muốn điều chỉnh, đây là nơi để đặt mặt số của bạn!
Và hãy chắc chắn xem video Kickstarter của Zac Manchester, trong đó giới thiệu công nghệ và cảm hứng cho KickSat:
Hơn nữa: Sáng kiến đột phá
