John Eugene Bennett
Qua từng năm, chất lượng quang học đã được cải thiện đáng kể. Tuy nhiên, do tàu đang di chuyển trong vũ trụ nên công nghệ quang học cũng như công nghệ truyền thông dùng để gửi ảnh về trái đất không thể nâng cấp được.
Xét sâu hơn về vấn đề này thì ảnh đen trắng có thể đạt được độ phân giải cao hơn. Vì vậy mà các tàu thăm dò thường chụp ảnh đen trắng. Tuy không có màu sặc sỡ nhưng nó lại có chi tiết tốt hơn. Thường thì trên tàu sẽ có những máy ảnh khác nhau với những độ phân giải và chức năng khác nhau. Ở đây mục đích và ngân quỹ sẽ là một trong những yếu tố quyết định việc chọn máy ảnh.
Những công nghệ ở trên tàu được quyết định lúc chương trình được lên kế hoạch, thiết kế và lắp ráp, quá trình này tốn khoảng vài năm. Cũng trong khoảng thời gian này, con tàu có thể sẽ được nâng cấp thêm những công nghệ mới. Còn một khi đã phóng lên rồi thì những thứ có ở trên tàu ngày phóng lên cũng là những thứ được dùng trong nhiệm vụ. Vì vậy mà công nghệ liên lạc và xử lý thông tin trên trái đất có thể được cải thiện nhưng thiết bị ở trên tàu vũ trụ thì không. Tùy vào quãng đường mà con tàu di chuyển mà khoảng cách công nghệ có thể lên tới hàng năm đến hàng thập kỷ.
Tiếp đến, một yếu tố cực kỳ quan trọng. Đó là vị trí của hành tinh cần được chụp, khoảng cách từ tàu đến trạm ở trái đất là bao xa và vị trí của trái đất trong lúc ảnh được chụp và gửi về. Khoảng cách càng lớn thì tín hiệu càng suy giảm. Chúng ta cũng cần xem xét thêm về những yếu tố gây suy giảm tín hiệu. Riêng vấn đề này cũng đã phát sinh ra thêm một mớ rắc rối rồi. Tín hiệu tàu thăm dò phát ra dưới dạng bức xạ. Và loại bức xạ đó có thể bị ảnh hưởng bởi các loại bức xạ khác. Mà trong không gian lại chứa đầy các loại bức xạ vũ trụ. Đường truyền giữa tàu và trái đất cũng luôn bị ảnh hưởng bởi những tác nhân vật lý như từ trường hay trọng lực,… Hãy hình dung khi sóng vô tuyến truyền qua vành đai tiểu hành tinh và tiến lại gần phía mặt trời (do thời điểm đó trái đất đang nằm ở phía bên kia mặt trời) và những vết đen mặt trời đang giải phóng ra các từ trường mạnh.
TN: Vành đai tiểu hành tinh gồm hàng nghìn tiểu hành tinh lớn hơn 1km và hàng triệu các vật thể bé như bụi có quỹ đạo nằm chủ yếu giữa quỹ đạo sao Hỏa và sao Mộc do có mật độ khá dày trong không gian nên vành đai này có thể gây ảnh hưởng nhất định đến sóng vô tuyến.
Sóng vô tuyến là bức xạ điện từ, là sự kết hợp của dao động điện – từ trường trong không gian nên nó hoàn toàn có thể bị ảnh hưởng bởi các tác nhân điện – từ trường bên ngoài.
Cũng giống như sóng ánh sáng và sóng âm (sóng ánh sáng thì truyền đi xa nhưng dễ bị cản, sóng âm thì khó bị cản nhưng không truyền được xa). Sóng vô tuyến cũng vậy. Một số sóng truyền được xa thì dễ bị ảnh hưởng. Còn sóng ít bị ảnh hưởng lại không truyền được xa.
Bạn có nhớ thời TV còn dùng ăng-ten tai thỏ chứ? Ngay cả khi thành phố có trạm phát sóng riêng thì độ phân giải cũng không được tốt lắm. Một thời gian sau, độ phân giải của TV đen trắng được cải thiện. Cho đến ngày TV màu ra đời, độ phân giải của TV màu lại giảm. Sau đó những chiếc ăng-ten lắp trên mái ra đời đã giúp nhận tín hiệu tốt hơn nhiều. Nhưng tín hiệu vẫn bị ảnh hưởng bởi mưa bão và bức xạ mặt trời. Trường hợp của các tàu thăm dò cũng tương tự vậy.
Những nhà khoa học ở NASA đã phải tính toán tất cả những vấn đề dạng này ở trong giai đoạn lên kế hoạch và phát triển tàu thăm dò, đó đều là những vấn đề hết sức phức tạp. Để có được kết quả tốt nhất thì việc căn thời gian là tối quan trọng. Kế hoạch của các dự án thường được tính toán thời gian rất chuẩn xác việc tối ưu nguồn lực và kinh phí cũng đau đầu hết sức. Tôi đã từng lên kế hoạch và quản lý một dự án phức tạp, đến nỗi mà chỉ cần nghĩ về nó là đã đổ mồ hôi hột rồi.
Nhìn chung, những bức ảnh chúng ta đã chụp các hành tinh khi bay quanh nó hay chỉ là bay qua đều rất ấn tượng. Đó cũng là lý do mà các nhà khoa học đều phấn khích với những bức ảnh chụp các thiên thể ở ngoài rìa hệ mặt trời. Với những hiểu biết của tôi về các vấn đề liên quan, tôi thực sự rất ngưỡng mộ với thành quả của những người làm việc ở NASA.
Link bài: https://qr.ae/pG2tuF
Ảnh: Pale Blue Dot chụp ngày 14 tháng 2 năm 1990 từ tàu Voyager 1 khi cách trái đất 6 tỷ km
