Việc sử dụng các ngôi sao, các hành tinh và các chòm sao để xác định phương hướng có tầm quan trọng căn bản đối với loài người trong hàng nghìn năm qua. Nay một nhóm nhà khoa học tại Viện Vật lí Ngoài Địa cầu Max Planck ở Garching, Đức, vừa phát triển một kĩ thuật mới sử dụng một nhóm sao đặc biệt để xác định phương hướng không phải trên Trái đất, mà trên những chuyến hành trình trong vũ trụ mênh mông. Giáo sư Werner Becker đã đại diện đội trình bày công trình nghiên cứu của họ tại Cuộc họp Thiên văn học Quốc gia ở Manchester, Anh quốc, vào ngày 30 tháng 3, 2012.
Bạn có bao giờ tự hỏi mình làm thế nào phi thuyền sao Enterprise trong bộ phim truyền hình Star Trek tìm đường đi trong không gian sâu thẳm hay không? Những ngọn hải đăng vũ trụ gọi là pulsar có thể là chìa khóa để đạo hàng sao như thế này – không chỉ trong truyện khoa học viễn tưởng mà cả trong tương lai gần của sự du hành vũ trụ.
Ảnh minh họa phi thuyền Enterprise sử dụng các tín hiệu pulsar để tìm phương hướng trong không gian sâu thẳm. Ảnh: MPE
Khi những ngôi sao có khối lượng lớn hơn Mặt trời của chúng ta đi đến kết thúc cuộc đời của chúng, hơi thở cuối cùng của chúng được đánh dấu bởi một vụ nổ sao siêu mới ngoạn mục phá hủy phần lớn ngôi sao đó. Nhưng nhiều trường hợp để lại những tàn dư nhỏ, hết sức đặc gọi là sao neutron. Sao neutron đó có từ trường mạnh tập trung phát xạ trong hai chùm tia có tính định hướng cao. Sao neutron đó quay nhanh và nếu chùm tia hướng về phía Trái đất thì chúng ta thấy một xung bức xạ có khoảng xung cực kì điều – vì thế mà có tên gọi pulsar (sao xung).
Giáo sư Becker và đội của ông hiện đang phát triển một công nghệ đạo hàng mới lạ dành cho phi thuyền vũ trụ dựa trên sự phát ánh sáng tia X đều đặn từ các pulsar. Tín hiệu tuần hoàn của chúng có mức độ ổn định thời gian có thể sánh đồng hồ nguyên tử và mang lại dấu hiệu thời gian đặc trưng có thể dùng làm hải đăng đạo hàng tự nhiên, tương tự như việc sử dụng các vệ tinh GPS để xác định phương hướng trên Trái đất.
Bằng cách song song khoảng thời gian của các xung đo trên phi thuyền vũ trụ được đạo hàng với tín hiệu tại một vị trí tham chiếu, vị trí của phi thuyền có thể được xác định với độ chính xác vài km, ở mọi nơi trong hệ mặt trời và xa hơn nữa.
Ảnh minh họa sự đạo hàng dựa trên pulsar trong không gian sâu thẳm. Tín hiệu thời gian đặc trưng của những sao neutron bị từ hóa mạnh và đang quay nhanh, gọi là pulsar, được dùng làm ngọn hải đăng tự nhiên để xác định vị trí và vận tốc của phi thuyền. Ảnh: ESA
Hiện nay, cho dù phi thuyền vũ trụ nhanh nhất cũng phải mất đến hàng nghìn năm mới đi tới ngôi sao gần nhất và còn lâu chúng ta mới thám hiểm nổi Dải Ngân hà rộng lớn vì chúng ta không dám mơ thấy những chuyến đi như thế này xảy ra trong nhiều thế kỉ trước mắt. Tuy nhiên, hệ thống đạo hàng dựa trên pulsar có thể sử dụng trong tương lai gần.
Giáo sư Becker nêu hai thí dụ:
Những ngọn hải đăng tia X này có thể tăng thêm hậu thuẫn cho các hệ thống đạo hàng vệ tinh GPS/Galileo hiện có và cung cấp sự đạo hàng tự động cho các tàu thám hiểm vũ trụ liên hành tinh và các sứ mệnh có người lái trong tương lai đi lên sao Hỏa.
Trước mắt, sẽ hết sức hấp dẫn nếu nghĩ rằng chúng ta nay đã có công nghệ vạch ra lộ trình của mình đi đến những ngôi sao khác và có thể còn giúp các hậu duệ của chúng ta đặt những bước chân đầu tiên của chúng vào không gian giữa các sao.
Xuân Nguyễn – thuvienvatly.com
Theo EarthSky.org
