Các nhà khoa học tại Trung Quốc đã đề xuất xây dựng một mạng lưới kính viễn vọng và rada vô tuyến trên phía xa của Mặt Trăng, và nếu được phê duyệt, đây có thể trở thành đài quan sát vô tuyến trên Mặt trăng đầu tiên đi vào hoạt động.
Mạng lưới này sẽ gồm 7.200 ăng-ten dây hình cánh bướm để thu nhận các tín hiệu vũ trụ có bước sóng siêu dài bị tầng khí quyển Trái đất chặn lại, nhưng lại rất quan trọng để hiểu về vũ trụ sơ khai, đặc biệt là thời kỳ trước khi những ngôi sao đầu tiên hình thành.
Dù các nhà khoa học Mỹ trước đó đã đưa ra các ý tưởng tương tự, phiên bản của Trung Quốc có thể được xây dựng trong vòng một thập kỷ, tận dụng các sứ mệnh Mặt trăng có người lái và các chuyến bay robot sắp tới của nước này, cũng như Trạm Nghiên cứu Mặt trăng Quốc tế do Trung Quốc đứng đầu, dự kiến sẽ hình thành vào năm 2035.
Với chiều dài 30km và diện tích thu sóng hiệu quả là 0,1 km², mạng lưới này sẽ mang lại độ phân giải và độ nhạy đủ cao để giúp nghiên cứu cái gọi là “thời kỳ tăm tối” của vũ trụ và phát hiện thêm nhiều ngoại hành tinh, theo các nhà nghiên cứu thuộc Viện Công nghệ Vũ trụ Trung Quốc ở Tây An và Đài Thiên văn Thượng Hải.
“Việc xây dựng mạng lưới này sẽ là một dự án kỹ thuật cực kỳ phức tạp, liên quan đến các thiết bị khoa học, vệ tinh chuyển tiếp, robot, hậu cần trên bề mặt Mặt Trăng và mạng lưới liên lạc,” nhóm nghiên cứu viết trên số mới nhất của tạp chí Khoa học và Công nghệ Vũ trụ Trung Quốc.
“Nó sẽ thúc đẩy đổi mới trên nhiều lĩnh vực, mang lại giá trị khoa học và công nghệ cao, đồng thời củng cố vị thế của Trung Quốc trong lĩnh vực khám phá không gian sâu và nghiên cứu thiên văn.”
Nhóm nghiên cứu không nêu cụ thể địa điểm xây dựng tiềm năng cho mạng lưới này. Việc tìm một bề mặt lớn và bằng phẳng trong địa hình gồ ghề tại cực nam Mặt trăng – nơi dự kiến đặt trạm nghiên cứu – có thể là một thách thức.
Để vượt qua các rào cản kỹ thuật và hậu cần, các nhà khoa học đề xuất phương án triển khai theo từng giai đoạn, với mỗi giai đoạn đạt được các mục tiêu khoa học cụ thể và thử nghiệm các công nghệ lắp đặt mới.
Trong giai đoạn đầu tiên, một đơn vị ban đầu gồm 16 ăng-ten (bố trí theo mô hình 4×4) sẽ được triển khai bởi các sứ mệnh Chang’e-7 và 8 không người lái thông qua các thiết bị hạ cánh hoặc robot lắp ráp. Trong khoảng thời gian từ một đến ba năm, giai đoạn này chủ yếu sẽ lập bản đồ nền vô tuyến vũ trụ tần số thấp, đặt nền tảng cho việc phát hiện các tín hiệu mờ nhạt từ thời kỳ tăm tối của vũ trụ.
Ở giai đoạn hai, phần lõi của mạng lưới – khoảng 100 đơn vị ăng-ten – sẽ được xây dựng bằng chiến lược vận chuyển đa tên lửa, đa tải trọng. Các phi hành gia sẽ lắp đặt các ăng-ten trong quá trình hoạt động ngoài không gian.
Giai đoạn này dự kiến mất từ ba đến năm năm để hoàn thành và cho phép các nhà khoa học nghiên cứu lịch sử sơ khai của vũ trụ, bao gồm thời kỳ trước khi các ngôi sao đầu tiên hình thành và quá trình biến hydro thành khí phát sáng, thắp sáng vũ trụ.
Trong giai đoạn ba, toàn bộ các đơn vị ăng-ten sẽ được triển khai với sự hỗ trợ từ trạm nghiên cứu Mặt trăng do Trung Quốc dẫn dắt. Sử dụng nhiều thiết bị hạ cánh, hệ thống cuối cùng dự kiến sẽ được lắp ráp trong vòng từ năm đến 10 năm, theo ước tính của nhóm nghiên cứu.
Các nhà khoa học Mỹ cũng đã nghiên cứu các ý tưởng tương tự trong Chương trình Khái niệm Tiên tiến Sáng tạo của NASA. Vào năm 2021, các kỹ sư NASA đã đề xuất xây dựng Kính viễn vọng Vô tuyến Hố Mặt trăng – một kính viễn vọng hình đĩa rộng 1km nằm bên trong một hố trên phía xa của Mặt trăng – sử dụng robot leo tường để treo một mạng lưới dây khổng lồ.
Trên Trái đất, các mạng lưới kính viễn vọng vô tuyến quy mô lớn như Square Kilometre Array đang được xây dựng để đạt được hình ảnh có độ phân giải cao bằng cách liên kết các ăng-ten trên các khoảng cách rộng lớn. Tuy nhiên, khả năng phát hiện tín hiệu tần số siêu thấp của chúng bị hạn chế nghiêm trọng bởi nhiễu từ tầng khí quyển Trái đất và nhiễu sóng vô tuyến do con người gây ra.
NASA đã từng đề xuất xây dựng Kính viễn vọng Vô tuyến Hố Mặt trăng. Ảnh: NASA
Trung Quốc có thể xây dựng mạng lưới kính viễn vọng và rada vô tuyến trên phía xa của Mặt Trăng
