Sứ mệnh tàu đổ bộ Hằng Nga 8 (Chang’e-8) của Trung Quốc, dự kiến phóng vào năm 2029, có thể đưa sứ mệnh thám hiểm Mặt Trăng đầu tiên của châu Phi tới khu vực cực nam của Mặt Trăng.
Trong khuôn khổ sáng kiến Africa2Moon, dự án Bounced African Low Lunar Sphere (BALLS) là một mô hình trình diễn công nghệ gồm ba đầu dò hình cầu hoạt động trên bề mặt Mặt Trăng, kết hợp thành một mạng kính thiên văn vô tuyến tại khu vực cực nam. Mỗi quả cầu kim loại được tích hợp các ăng-ten vô tuyến tần số thấp để tìm kiếm tín hiệu từ những vùng xa xôi và cổ xưa nhất của vũ trụ.
Các nhà thiên văn học cho biết mặt khuất của Mặt Trăng là nơi yên tĩnh nhất về sóng vô tuyến trong khu vực lân cận Trái Đất, rất lý tưởng để “lắng nghe” vũ trụ mà không bị nhiễu bởi các tín hiệu phát ra từ hành tinh của chúng ta.
Theo bà Carla Mitchell, Giám đốc sứ mệnh Africa2Moon và phụ trách Chương trình châu Phi tại Đài quan sát Thiên văn Vô tuyến Nam Phi (SARAO), mạng BALLS sẽ phối hợp quan sát các sóng vô tuyến tần số thấp từ không gian mà các kính thiên văn trên Trái Đất không thể ghi nhận do bị tầng điện ly và bầu khí quyển gây nhiễu.
Bước đệm cho một kính thiên văn trên Mặt Trăng
Tháng 4/2025, dự án Africa2Moon được Cơ quan Vũ trụ Quốc gia Trung Quốc (CNSA) lựa chọn là một trong gần 12 tải trọng quốc tế của sứ mệnh Chang’e-8.
BALLS sẽ có khả năng quan sát các tín hiệu dưới 20 MHz – dải tần không thể quan sát từ Trái Đất do ảnh hưởng của tầng điện ly và nhiễu sóng vô tuyến. Các sóng vô tuyến tần số thấp (dưới khoảng 50 MHz) mang thông tin về những thiên thể cổ xưa và xa nhất trong vũ trụ.
Dự án không chỉ là một thí nghiệm khoa học mà còn đóng vai trò “bước đệm” cho các công nghệ Mặt Trăng trong tương lai. Đây sẽ là bản thử nghiệm cho kế hoạch lớn hơn của Africa2Moon: triển khai 55 ăng-ten vô tuyến trên mặt khuất của Mặt Trăng.
Từ ý tưởng đến phần cứng
“Khi còn nhỏ, tôi luôn nghĩ lĩnh vực không gian không dành cho người châu Phi. Tôi chưa từng tưởng tượng sẽ có ngày mình đứng tại NASA để trình bày về sứ mệnh Mặt Trăng của chúng tôi,” bà Mitchell chia sẻ.
Bà đã trình bày quá trình nhiều năm phát triển dự án BALLS – từ các bản thiết kế trên giấy đến những thiết bị phần cứng hoàn chỉnh – tại Diễn đàn Khoa học Thám hiểm NASA 2026, tổ chức ngày 22/7 tại Trung tâm Nghiên cứu Ames của NASA.
SARAO là cơ sở thiên văn vô tuyến quốc gia của Nam Phi, quản lý các kính thiên văn nổi tiếng như MeerKAT và tham gia dự án Square Kilometre Array (SKA). Đơn vị này thực hiện nhiều nghiên cứu về nguồn phát xạ vô tuyến xung, các vụ bùng phát vô tuyến nhanh, vật chất tối và năng lượng tối.
Ba quả cầu quan sát vũ trụ
Sau khi được triển khai trên Mặt Trăng, ba thiết bị BALLS sẽ được bố trí cách xa nhau trên bề mặt. Dữ liệu thu được sẽ truyền tới tàu đổ bộ Chang’e-8, sau đó chuyển tiếp về Trái Đất để xử lý.
Mỗi BALLS có cấu trúc giống con quay hồi chuyển với khung cầu tạo từ các vòng kim loại lồng vào nhau. Bên trong là hai tấm pin Mặt Trời hình tam giác, bố trí theo hai hướng đối diện – một hướng lên trên và một hướng xuống dưới – tạo thành cấu trúc giống tứ diện.
Sứ mệnh do Quỹ Phát triển Không gian châu Phi chủ trì, phối hợp với SARAO, Cơ quan Vũ trụ Quốc gia Nam Phi, Viện Khoa học Lý thuyết và Tính toán Quốc gia cùng nhiều tổ chức tại Kenya, Ghana, Botswana và các quốc gia khác ở châu Phi.
Các nhóm kỹ sư từ công ty Petrawell (Cape Town), Viện Nghiên cứu Hệ thống Hàng không Vũ trụ thuộc Đại học KwaZulu-Natal và Phòng thí nghiệm Hệ thống Điện tử của Đại học Stellenbosch đã chế tạo các mô hình BALLS. Chúng được lắp ráp vào tháng 4/2026 trước khi chuyển sang Trung Quốc để thử nghiệm cùng nhóm Chang’e-8.
“Bài học về sức mạnh của hợp tác, giáo dục và hy vọng không thể bị xem nhẹ nếu muốn xây dựng tương lai ngành khoa học và công nghệ không gian của châu Phi,” bà Mitchell nói.
Hướng tới sứ mệnh thứ hai
Đối với kế hoạch triển khai đầy đủ gồm 55 ăng-ten trên mặt khuất của Mặt Trăng, bà Mitchell cho biết dự án vẫn sẽ cần một sứ mệnh phóng riêng.
“Rất có thể chúng tôi sẽ tiếp tục cần Trung Quốc hợp tác trong lần phóng thứ hai,” bà nói với Space.com.
Thiết kế của thế hệ thiết bị tiếp theo cũng sẽ khác. Các quả cầu sẽ có đường kính lớn hơn và được thiết kế ở dạng phẳng khi phóng, sau đó tự bung thành hình cầu trên Mặt Trăng để tiết kiệm không gian chứa.
Ngoài ra, thay vì robot triển khai từng thiết bị như ở sứ mệnh đầu tiên, các BALLS thế hệ mới sẽ tự động tách khỏi tàu đổ bộ và phân tán trên bề mặt Mặt Trăng theo phạm vi rộng hơn, giúp tăng hiệu quả khoa học.
Dự án lớn với ngân sách rất nhỏ
Ông Clive Neal, chuyên gia khoa học Mặt Trăng và giáo sư tại Đại học Notre Dame (Mỹ), cho biết ông đặc biệt ấn tượng khi dự án chủ yếu được thực hiện bởi các tình nguyện viên với nguồn kinh phí rất hạn chế.
“Tôi ngạc nhiên khi dự án được triển khai với một ngân sách vô cùng eo hẹp và phần lớn nhờ các tình nguyện viên. Điều đó cho thấy sức mạnh truyền cảm hứng của lĩnh vực không gian. Nếu thành công, dự án sẽ biến giấc mơ không gian thành hiện thực đối với châu Phi,” ông nói.
Sau khi tham dự bài trình bày của bà Mitchell tại NASA, ông cho biết cộng đồng nghiên cứu Mặt Trăng quốc tế sẵn sàng hỗ trợ nếu cần.
“Bài trình bày của bà ấy thực sự truyền cảm hứng, đặc biệt khi nhiều nhà khoa học hành tinh ở Mỹ hiện nay lại đang than phiền vì thiếu kinh phí nghiên cứu,” ông nói.
Ảnh minh họa ba thiết bị đầu dò hình cầu BALLS (của dự án Africa2Moon trên bề mặt Mặt Trăng. Ảnh: Africa2Moon
Bà Carla Mitchell, Giám đốc sứ mệnh BALLS của châu Phi, cùng kỹ sư Japie Ludick của Đài quan sát Thiên văn Vô tuyến Nam Phi (SARAO) bên một mô hình BALLS đã trải qua các cuộc thử nghiệm. Ảnh: Africa2Moon
Hình ảnh mờ của Trái Đất ở pha lưỡi liềm nhô lên phía trên đường chân trời của mặt khuất Mặt Trăng, do phi hành đoàn sứ mệnh Artemis II của NASA ghi lại vào tháng 4/2026. Ảnh: NASA
