2 tiết lộ kinh ngạc của Ấn Độ ở Mặt trăng: Mang theo công nghệ hạt nhân và 2,06 tấn regolith bị thổi bay

Trong khi bộ đôi con tàu của Chandrayaan-3 tiếp tục ở chế độ ngủ vĩnh viễn trên bề mặt Mặt trăng, thì các mô-đun của sứ mệnh (đang quay quanh Mặt trăng) lại khiến nhiều người ngạc nhiên với những thông tin khoa học mới được truyền đi mỗi ngày. 

Mới đây, Tổ chức nghiên cứu vũ trụ Ấn Độ (ISRO) đã có những tiết lộ đáng kinh ngạc xoay quanh sứ mệnh Chandrayaan-3 mà Ấn Độ thực hiện thành công hồi tháng 8/2023.

Tiết lộ thứ nhất: Ấn Độ triển khai công nghệ hạt nhân cho Chandrayaan-3

Theo báo cáo trên tờ Times of India, mô-đun đẩy của Chandrayaan-3, giúp mang tàu đổ bộ Vikram và tàu thăm dò Pragyan lên Mặt trăng, được cung cấp năng lượng bằng công nghệ hạt nhân. 

Hai Thiết bị gia nhiệt đồng vị phóng xạ (RHU) cùng tạo ra 2 watt năng lượng được đặt trên mô-đun đẩy hiện đang quay quanh Mặt trăng. 

Hoạt động của bộ phận sưởi ấm này mở đường cho các sứ mệnh dựa trên hạt nhân trong tương lai tồn tại lâu hơn trên Mặt trăng. 

Hình ảnh tàu đổ bộ Vikram (trái) và tàu thăm dò Pragyan trên Mặt trăng. Nguồn: ISRO

Thiết bị gia nhiệt đồng vị phóng xạ (RHU) là một thiết bị tạo ra nhiệt bằng cách khai thác năng lượng được tạo ra từ sự phân rã phóng xạ của một đồng vị cụ thể.

Chức năng chính của RHU, khi được lắp đặt trên tàu vũ trụ, là cung cấp nguồn nhiệt lâu dài và đáng tin cậy cho các bộ phận và thiết bị khác nhau trên tàu vũ trụ để giữ ấm cho chúng trong cái lạnh của không gian vũ trụ.

Điều này đặc biệt quan trọng đối với các sứ mệnh hoạt động trong môi trường cực lạnh, chẳng hạn như ngoài vũ trụ hoặc các thiên thể khác, nơi các phương pháp sưởi ấm truyền thống như máy sưởi điện có thể không tồn tại được.

Trước đó, nhiều người đặt câu hỏi tại sao Tổ chức Nghiên cứu Vũ trụ Ấn Độ (ISRO) không tích hợp RHU cho bộ đôi tàu đổ bộ Vikram và tàu thăm dò Pragyan để cả hai "sống sót" qua đêm Trăng lạnh đến -200 độ C (đêm vùng cực có thể lạnh đến -250 độ C) - Tương tự như cách Trung Quốc đã làm với sứ mệnh Mặt trăng Chang'e-4 của mình năm 2019.

ISRO đã giữ im lặng trước câu hỏi này. 

Việc ISRO tiết lộ tích hợp công nghệ sưởi ấm bằng đồng vị phóng xạ cho mô-đun đẩy của Chandrayaan-3 (mà không phải cho Vikram và Pragyan) có thể là chiến thuật riêng của quốc gia này. 

Theo India Today, ISRO lắp đặt thiết bị RHU cho mô-đun đẩy quay quanh Mặt trăng nhằm phục vụ cho mục đích thử nghiệm và trình diễn công nghệ trên quỹ đạo Mặt trăng. Có thể, ISRO sẽ tích hợp RHU cho các sứ mệnh kỳ công hơn về sau.

Đồ họa hiển thị mô-đun đẩy mang công nghệ hạt nhân tách khỏi tàu đổ bộ Vikram phía trên Mặt trăng. Ảnh: ISRO

RHU chứa đồng vị phóng xạ, thường là plutonium-238 (Pu-238) ở dạng plutonium dioxide (PuO2). Đồng vị này phân rã theo thời gian. Quá trình phân rã tỏa nhiệt, nghĩa là nó giải phóng năng lượng nhiệt khi phân rã và lượng nhiệt đó có thể dự đoán được.

Nhiệt này được khai thác và sử dụng để duy trì nhiệt độ bên trong tàu vũ trụ hoặc các bộ phận cụ thể, chẳng hạn như dụng cụ khoa học, thùng nhiên liệu hoặc thiết bị điện tử quan trọng.

Lợi thế lớn của việc sử dụng Thiết bị gia nhiệt đồng vị phóng xạ là nó giúp mang lại thời gian hoạt động lâu hơn cho sứ mệnh ngoài không gian. Ví dụ, Plutonium-238 có chu kỳ bán rã khoảng 87,7 năm, nghĩa là nó có thể cung cấp nguồn nhiệt ổn định trong nhiều thập kỷ.

Vì vậy, khi gửi một sứ mệnh có thể kéo dài hàng thập kỷ, Thiết bị gia nhiệt đồng vị phóng xạ là một lựa chọn tốt. 

Một ưu điểm khác là RHU có độ tin cậy cao vì chúng không phụ thuộc vào các bộ phận chuyển động hoặc nguồn điện bên ngoài. Điều này khiến chúng trở nên lý tưởng cho các sứ mệnh không người lái phải chịu đựng các điều kiện khắc nghiệt trong thời gian dài.

Các thiết bị gia nhiệt đồng vị phóng xạ rất quan trọng trong việc cung cấp nhiệt để giữ ấm cho một số tàu vũ trụ đủ ấm để hoàn thành nhiệm vụ của chúng. Ảnh: NASA

ISRO không phải là cơ quan vũ trụ đầu tiên sử dụng công nghệ dựa trên hạt nhân này. Các tàu thám hiểm sao Hỏa, như Curiosity và Perseverance của NASA, đã sử dụng RHU để giữ ấm cho các bộ phận quan trọng của chúng trong môi trường sao Hỏa băng giá.

Theo NASA, Thiết bị gia nhiệt đồng vị phóng xạ (RHU) được gọi là "những anh hùng thầm lặng" của công nghệ năng lượng đồng vị phóng xạ.

Nhiệt lượng do các bộ phận này tạo ra không chỉ đảm bảo hoạt động bình thường của các thiết bị và hệ thống trên tàu mà còn giúp kéo dài thời gian hoạt động của tàu vũ trụ, cho phép chúng thực hiện các nghiên cứu khoa học có giá trị trong nhiều năm.

Trong khi đó, các thiết bị này cũng đã được sử dụng trong các tàu vũ trụ di chuyển liên tục trong không gian như tàu thăm dò Voyager-1 và Voyager-2 của NASA, đã hoạt động trong 5 thập kỷ qua và hiện đang di chuyển trong không gian giữa các vì sao, bên ngoài Hệ Mặt trời.

Tiết lộ thứ hai: Chandrayaan-3 đã thổi bay 2,06 tấn đất Mặt trăng khi cho tàu hạ cánh  

Chandrayaan-3 đã thực hiện cuộc đổ bộ lịch sử lên Mặt trăng vào ngày 23/8/2023. Mô-đun đổ bộ có tên Vikram và tàu thăm dò Pragyan đã chạm xuống Điểm Shiva Shakti, gần cực Nam Mặt trăng.

ISRO vừa tiết lộ rằng, trong lúc sắp chạm mặt đất, tàu đổ bộ Vikram đã tạo ra một "quầng sáng ejecta" ngoạn mục và đã thổi bay hàng tấn regolith (đá và đất) Mặt trăng trong khi nó hạ cánh trên bề mặt vệ tinh tự nhiên của Trái đất.

Hiện tượng này đã được các nhà khoa học đến từ Trung tâm Viễn thám Quốc gia (NRSC), một bộ phận của ISRO, ghi lại và phân tích. Theo phát hiện của NRSC, khoảng 2,06 tấn regolith đã bị đẩy ra và dịch chuyển trên diện tích 108,4 mét vuông xung quanh bãi đáp.

Đây là kết quả của việc nghiên cứu loạt hình ảnh có độ phân giải cao trước và sau khi Vikram hạ cánh do Camera độ phân giải cao (OHRC) của tàu quỹ đạo ở độ cao 100 km, thuộc sứ mệnh Chandrayaan-2 mà Ấn Độ phóng năm 2019, chụp lại.

Theo các nhà khoa học Ấn Độ, "quầng sáng ejecta" là kết quả của sự tương tác của tàu đổ bộ với bề mặt Mặt trăng, và họ gọi nó là "vũ điệu của công nghệ và địa chất Mặt trăng".

Quầng sáng này có giá trị khoa học rất đáng kể. Nó cung cấp những hiểu biết có giá trị về động lực của các tác động lên Mặt trăng và lịch sử địa chất của vệ tinh tự nhiên. 

Nghiên cứu "quầng sáng ejecta" này có thể giúp các nhà khoa học hiểu thêm về quá khứ của Mặt trăng và sự tương tác của nó với các thiên thể. Do đó, quầng sáng do tàu của Chandrayaan-3 tạo ra trong quá trình hạ cánh lên Mặt trăng không chỉ là minh chứng cho sức mạnh công nghệ của Ấn Độ mà còn là cửa ngõ để làm sáng tỏ những bí ẩn về Mặt trăng.

Sứ mệnh Chandrayaan-3 của Ấn Độ là phần tiếp theo của sứ mệnh Chandrayaan-2, nhằm mục đích chứng minh khả năng toàn diện trong việc hạ cánh an toàn và di chuyển trên bề mặt Mặt trăng.

Nguồn: India Today, ISRO, NASA