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 3026


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
Sự ra đời của Hệ Mặt Trời
14.11.2023 1759
Mọi thứ trong Hệ Mặt Trời - Mặt Trời, các hành tinh, các mặt trăng, và các vật thể nhỏ hơn - đều được sinh ra trong một đám mây lớn, xoay tròn. Câu chuyện đã bắt đầu vào khoảng năm tỷ năm trước, với một đám mây được hình thành từ bụi và khí hydro. Cuối cùng, Mặt Trời của chúng ta hình thành ở trung tâm đám mây, nơi có mật độ dày đặc hơn và nóng hơn. Phần còn lại của đám mây tạo thành một đĩa xoáy gọi là tinh vân mặt trời.
Sao Thổ và Vành Đai Sao Thổ: Bí ẩn Trong Hệ Mặt Trời
06.11.2023 2052
Sao Thổ, còn được gọi là Sao Mộc, là một trong những hành tinh trong hệ Mặt Trời. Nó nằm ở vị trí thứ tư từ Mặt Trời và là hành tinh gần nhất với Trái Đất. Sao Thổ có một loạt các đặc điểm thú vị, và một trong những đặc điểm nổi bật là Vành Đai Sao Thổ.
Trái Đất theo góc nhìn từ “Bách khoa toàn thư không gian”
04.11.2023 2103
Trong Vũ Trụ mênh mông, Trái Đất chỉ là một chấm nhỏ. Trái Đất là ngôi nhà của chúng ta, và nó dường như rất to lớn. Việc bay sang bờ bên kia của Trái Đất mất cả một ngày, còn để căng buồm chu du khắp thế gian cũng tốn đến hàng tuần.
Hiện tại robot đã phát triển đến đâu?
24.09.2023 2580
Sự phát triển của robot thông minh hiện nay đang là một trong những vấn đề đang đc rất nhiều sự quan tâm.
Mặt trăng liệu có thay đổi?
23.09.2023 2850
Du hành lên Mặt Trăng, chuyến bay không gian riêng hay Hệ Mặt Trời rộng lớn hơn đều là những điều có thể xảy ra trong không gian vào năm 2023.
Sự thật thú vị: Bạn có thể nhảy cao đến mức nào trên các hành tinh khác nhau?
20.03.2021 8998
Trọng lực là thứ giữ cho đôi chân của bạn vững chắc trên mặt đất. Đó là lý do tại sao một người bình thường chỉ có thể nhảy thẳng lên cao tới 1,5 feet (~0.5m). Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta phải sống trên một hành tinh khác - ví dụ: sao Kim hay sao Thổ? Hãy cùng tìm hiểu những khó khăn mà chúng ta phải chịu đựng ở đó. Bạn có thể nhảy cao đến mức nào trên các hành tinh khác? 
Khám phá sao Mộc – Hành tinh lớn nhất hệ mặt trời
19.03.2021 9160
Sao Mộc có tên tiếng Anh là Jupiter, được đặt theo tên của một vị thần cổ đại. Nó có một khối lượng cực kì lớn, từ trường mạnh và nhiều mặt trăng hơn bất kì hành tinh nào khác trong đại gia đình của chúng ta. Hãy cùng tìm hiểu về hành tinh đặc biệt này nhé!
Câu chuyện về Trái đất – Hành tinh hoàn hảo của chúng ta
18.03.2021 10262
Kể từ năm 1970, số lượng động vật hoang dã trên trái đất đã giảm tới 70%. Một nửa diện tích rừng nhiệt đới của thế giới đã mất đi và thập kỷ vừa rồi được ghi nhận là thập kỷ nóng nhất trong lịch sử. Tất cả những hậu quả đó đều xuất phát từ tác động của con người đối với thiên nhiên.
Khám phá bí ẩn khoa học vũ trụ: Trái Đất cách siêu hố đen 25.800 năm ánh sáng
01.12.2020 2774
Bản đồ mới của các nhà thiên văn Nhật Bản cho thấy trung tâm dải Ngân Hà, nơi có hố đen siêu khối lượng, chỉ cách Trái Đất 25.800 năm ánh sáng, ngắn hơn khoảng cách 27.700 năm ánh sáng mà Liên đoàn Thiên văn Quốc tế (IAU) chấp nhận năm 1985, Đài thiên văn Quốc gia Nhật Bản (NAOJ) hôm 26/11 thông báo. 
Công bố từ NASA: Phát hiện có ít nhất 300 triệu hành tinh “có thể sống được”
14.11.2020 2076
Từ năm 2009 đến 2018, kính viễn vọng không gian Kepler đã khám phá những vùng xa của thiên hà để tìm kiếm các ngoại hành tinh. Đặc biệt là các hành tinh dựa đá, có kích thước bằng Trái đất quay quanh một ngôi sao giống như Mặt trời và quỹ đạo gần như nhau.
Có thể bạn chưa biết: Có tới 36 nền văn minh ngoài vũ trụ
04.11.2020 3672
Bằng cách sử dụng nguyên tắc “Copernic Sinh học”, các nhà khoa học đã xác định rằng có khả năng có ít nhất 36 nền văn minh đang hoạt động và giao tiếp trên khắp dải Ngân Hà của chúng ta.
Những sự thật thú vị về Hệ mặt trời của chúng ta
02.11.2020 3910
Chúng ta đang sống trong kỷ nguyên rực rỡ nhất của khoa học khám phá vũ trụ. Rất nhiều điều huyền bí, diệu kỳ đang diễn ra ngay trong chính vũ trụ của chúng ta. Hệ mặt trời xưa cũ của chúng ta thực sự là một nơi khá kì quái với tất cả hiện tượng không thuộc thế giới này mà con người vẫn chưa thể giải thích được. Có tin đồn rằng một hành tinh khổng lồ chưa được khám phá đang ẩn náu sau Sao Hải Vương, Núi lửa trên Sao Diêm Vương phun ra băng và một hẻm núi khổng lồ trên Sao Hoả có thể chứa toàn bộ Hoa Kỳ và hầu hết thành phố Cleveland.
Thuyết vũ trụ song song không chỉ là khoa học viễn tưởng
02.11.2020 4630
Có phải chúng ta đang sống trong một “đa vũ trụ” do các vô số các vũ trụ song song tạo thành? Giả thuyết này nghe giống như một khái niệm trong phim khoa học viễn tưởng, tuy nhiên, từ lâu nó vẫn được nhìn nhận là có khả năng về mặt khoa học.
Giới thiên văn học lo lắng: dàn vệ tinh của SpaceX có thể làm hỏng cả bầu trời đêm
13.04.2020 2483
<p>SpaceX của Elon Musk đã phóng thành công 60 vệ tinh thuộc Starlink, dự án cung cấp mạng Internet tốc độ cao toàn cầu bằng một mạng lưới vệ tinh quỹ đạo. Lợi ích chưa thấy đâu, vì vẫn phải đợi xem toàn bộ 60 thiết bị có hoạt động trơn tru không, thì đã thấy có lời phàn nàn về tác hại của Starlink:</p> <p>Các nhà thiên văn học lo ngại khi chưa rõ Starlink sẽ ảnh hưởng thế nào tới hoạt động quan sát vũ trụ của con người.</p>
Nghiên cứu khoa học gây nhức đầu: Sự sống có thể tồn tại trong một Vũ trụ hai chiều
13.04.2020 2856
Theo lời mấy nhà Vũ trụ học có tiếng, thì Vũ trụ của chúng ta có 3 chiều không gian và 1 chiều thời gian. Tại sao cứ phải tin lời họ nhỉ? Nhỡ chẳng may Vũ trụ có hai chiều thời gian và nhiều chiều không gian hơn nữa thì sao?
10 năm qua, ngành khoa học vũ trụ đã có những thành tựu gì?
15.01.2021 4643
Chỉ còn một thời gian ngắn nữa thôi là chúng ta chính thức bước sang một thập niên mới. Và có lẽ, trong những giờ phút cuối cùng của năm cũ này, chúng ta hãy cùng nhìn lại những thành tựu nổi bật nhất của ngành khoa học vũ trụ trong giai đoạn 2010 - 2019, để xem chúng ta đã tiến xa hơn đến đâu trong việc khám phá vũ trụ bao la rộng lớn ngoài kia.
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 3027
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 3056
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
26.01.2021 7915
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 2699
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 2468
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 2624
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 2650
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.
Tin xem nhiều
Tin mới nhất