Hầu hết chúng ta đã trải qua sự thất vọng của ô nhiễm, sương mù hoặc mây biến một đêm say sưa thành một bài tập trong sự thất vọng. Ngay cả trên quỹ đạo, các kính viễn vọng cũng có thể nhìn thấy quá rõ qua bụi phát ra từ Hệ mặt trời bên trong. Nhưng một nhóm các nhà khoa học NASA đã tìm ra cách để đưa thiên văn học ra khỏi sương mù vũ trụ này.
Sao Kim, Trái Đất và Sao Hỏa đều quay quanh một đám mây bụi do sao chổi và va chạm thường xuyên giữa các tiểu hành tinh. Cái gọi là đám mây hoàng đạo này là tính năng phát sáng nhất của Hệ mặt trời sau Mặt trời và có thể sáng hơn gấp ngàn lần so với các vật thể mà các nhà thiên văn học đang nhắm đến. Ánh sáng ảnh hưởng đến các quan sát quỹ đạo giống như cách ánh sáng từ Mặt trăng đầy đủ ảnh hưởng đến các quan sát trên mặt đất. Đám mây hoàng đạo sáng đến nỗi nó đã can thiệp vào mọi sứ mệnh quan sát thiên văn hồng ngoại, quang học và tử ngoại mà NASA từng đưa ra.
Nói một cách đơn giản, chưa bao giờ là đêm đối với các nhà thiên văn học vũ trụ, ông Matthew Greenhouse, nhà vật lý thiên văn tại Trung tâm bay vũ trụ NASA God Godard ở Greenbelt, MD cho biết. Ánh sáng từ đám mây là lớn nhất trong mặt phẳng của quỹ đạo Trái đất, cùng mặt phẳng mà mọi kính viễn vọng không gian hoạt động.
Vậy làm thế nào để NASA có kế hoạch thoát khỏi đám mây? Bằng cách nghiêng các kính thiên văn trong tương lai quỹ đạo. Kiểu điều chỉnh này sẽ cho phép tàu vũ trụ dành một phần đáng kể của mỗi quỹ đạo bên trên và bên dưới lớp bụi dày nhất, giúp nó nhìn rõ hơn các vật thể trong không gian.
Chỉ bằng cách đặt một kính viễn vọng không gian trên các quỹ đạo nghiêng này, chúng ta có thể cải thiện độ nhạy của nó bằng hệ số hai trong gần tia cực tím và 13 lần trong tia hồng ngoại, Nhà kính Gree giải thích. Đây là một bước đột phá trong khả năng khoa học mà hoàn toàn không tăng kích thước của gương kính viễn vọng.
Greenhouse đã hợp tác với Scott Benson và nhóm nghiên cứu Mô hình hóa và đánh giá tham số của các hệ thống không gian (COMPASS), cả hai tại Trung tâm nghiên cứu NASA Glenn ở Cleveland, OH. Họ đã điều tra các nhiệm vụ để đặt một kính viễn vọng trong loại mặt phẳng góc này - một quỹ đạo ngoài cung hoàng đạo - sử dụng các phát triển mới trong mảng năng lượng mặt trời, động cơ điện và phương tiện phóng có chi phí thấp hơn.
Họ đã phát triển một nhiệm vụ bằng chứng khái niệm gọi là Nhà thám hiểm ngoài cung hoàng đạo (EZE), đài quan sát lớp EX 1.500 pound. EZE sẽ phóng trên tên lửa SpaceX Falcon 9. Một ổ đĩa năng lượng mặt trời mới mạnh mẽ như tầng trên của nó sẽ điều khiển tàu vũ trụ trên một cơ sở hỗ trợ trọng lực đi qua Trái đất hoặc Sao Hỏa, một con ruồi sẽ chuyển hướng nhiệm vụ vào quỹ đạo nghiêng 30 độ so với Trái đất.
Động cơ Xenon Thruster (NEXT) của NASA là một loại ổ ion được cải tiến. Nó hoạt động bằng cách loại bỏ các electron khỏi các nguyên tử khí xenon và gia tốc các ion tích điện qua một điện trường để tạo lực đẩy. Mặc dù các loại động cơ này cung cấp lực đẩy ít hơn nhiều tại bất kỳ thời điểm nào so với các tên lửa hóa học truyền thống, chúng tiết kiệm nhiên liệu hơn nhiều và có thể hoạt động trong nhiều năm.
Hai trong số các động cơ tiên tiến này, có được sức mạnh từ các mảng năng lượng mặt trời trên tàu, sẽ được đặt ở tầng trên EZE. Họ sẽ khai hỏa để gửi tàu vũ trụ lên máy bay hành tinh sẽ đưa nó vào quỹ đạo ngoài cung hoàng đạo. Giải thích về việc sử dụng một bộ đẩy NEXT trong hơn 40.000 giờ trong thử nghiệm trên mặt đất, hơn hai lần thời gian hoạt động của bộ đẩy cần thiết để đưa tàu vũ trụ EZE lên quỹ đạo ngoài cung hoàng đạo của nó, ông Benson giải thích. Đây là công nghệ trưởng thành sẽ cho phép các sứ mệnh không gian hiệu quả hơn nhiều về cả vật lý thiên văn và khoa học hành tinh.
Nếu nhiệm vụ khái niệm này hoạt động, nhóm nghiên cứu cho biết, đây sẽ là màn trình diễn tốt nhất từ một đài quan sát trong lịch sử chương trình Explorer Explorer của NASA. Nó cũng sẽ là một người thay đổi trò chơi. Như Gree Gree đã giải thích, nó sẽ tạo ra các quỹ đạo ngoài cung hoàng đạo cho bất kỳ nhà thiên văn học nào đề xuất chương trình thám hiểm NASA NASA. Điều này sẽ cho phép khả năng khoa học chưa từng có đối với các nhà thám hiểm vật lý thiên văn.
Nguồn: NASA.
