Căn phòng không tiếng vọng của NASA giúp kiểm tra ăng ten trên vệ tinh và tàu vũ trụ

Phòng không tiếng vọng điện từ Goddard giúp NASA kiểm tra chất lượng ăngten trên vệ tinh và tàu vũ trụ, nhờ đó các nhiệm vụ có thể truyền dữ liệu về Trái đất.

Vào bất kỳ ngày nào, mạng lưới của NASA có thể phải liên lạc với hơn 100 nhiệm vụ trong vũ trụ. Bất kể nhiệm vụ đó liên quan tới duy trì liên lạc với phi hành gia trên quỹ đạo hay quan sát không gian sâu, hàng chục vệ tinh và tàu vũ trụ đều có một điểm chung là cần có ăngten. Nếu chúng không có ăngten để liên lạc với Trái đất, các nhiệm vụ của NASA sẽ trở nên bất khả thi, theo Phys.org. Việc đảm bảo ăngten đáp ứng thách thức của bay vũ trụ đòi hỏi thử nghiệm nghiêm ngặt trên mặt đất trong môi trường mô phỏng không gian. Phòng không tiếng vọng điện từ Goddard (GEMAC) ở Trung tâm bay vũ trụ Goddard của NASA ở Greenbelt, Maryland, đóng vai trò thử nghiệm ăngten trong hơn 50 năm qua.

Những cấu trúc hình nón dùng để triệt tiêu sóng âm trong phòng GEMAC. (Ảnh: NASA).

Từng hàng cấu trúc hình nón màu xanh cobalt nối tiếp nhau trong phòng ăngten của Goddard gợi liên tưởng đến phòng cách âm trong studio ghi âm. Căn phòng này tương tự như vậy về một số mặt, nhưng thay vì triệt tiêu sóng âm, cơ sở chặn tín hiệu vô tuyến và loại trừ phản xạ sóng vô tuyến ở bên trong phòng.

Giống như chuẩn bị các bài hát cho một album nhạc, tiếng ồn xung quanh mà microphone thu được có thể phá hủy bản thu âm hoàn hảo. Điều tương tự cũng đúng với sóng vô tuyến khi kỹ sư muốn kiểm tra ăngten của tàu vũ trụ. Môi trường vô tuyến trên Trái đất rất "ồn". Việc phát sóng AM và FM, tín hiệu truyền hình, điện thoại di động, thậm chí lò vi sóng, tất cả đều tạo ra tần số vô tuyến (RF). Để mô phỏng môi trường RF tương đối tĩnh lặng của vũ trụ, các kỹ sư cần một cách để tách riêng ăngten khỏi mọi sóng vô tuyến khác trên Trái đất khi thử nghiệm.

Đó là nhiệm vụ của những dãy cột hình nón xếp dày đặc trên sàn và tường của căn phòng. Các cột làm từ bọt polyurethane này là thiết bị hấp thụ vi sóng. Chúng chặn tiếng ồn và tín hiệu nhiễu ở bên ngoài. Bên trong "vùng yên tĩnh" của căn phòng, chúng cung cấp môi trường không phản xạ mà ăngten sẽ trải qua trong không gian.

Với môi trường khử sóng vô tuyến, những kỹ sư ở Goddard có thể do chính xác ăngten truyền và nhận tín hiệu hiệu quả tới mức nào. Nếu tín hiệu của ăngten truyền không đúng hướng dự kiến khi bay, dữ liệu của nhiệm vụ sẽ bị thất lạc, thậm chí mất toàn bộ tàu vũ trụ nếu một chỉ thị quan trọng bị bỏ sót.

Nếu không có phòng GEMAC, quá trình thiết kế và thử nghiệm ăngten sẽ giống như một kế toán viên bị đoạt mất máy tính, theo kỹ sư Ken Hersey ở Goddard. Khi số lượng nhiệm vụ của NASA cùng ăngten đi kèm tăng theo thời gian, kỹ sư ở Goddard phải nâng cấp phòng GEMAC để đáp ứng yêu cầu. Hersey là nhà thiết kế trưởng trong lần đại tu quan trọng gần đây nhất vào năm 1997, giúp mở rộng dải tần số ăngten có thể đáp ứng trong các thử nghiệm. Căn phòng còn giúp hiệu chỉnh thiết bị khoa học như radar và cảm biến bức xạ vi sóng.

Gần đây nhất, phòng GEMAC cấp chứng chỉ cho cả ăngten của Kính viễn vọng không gian Roman và nhiệm vụ PACE (Plankton, Aerosol, Cloud, ocean Ecosystem). Sau khi những nhiệm vụ này cất cánh, quan sát đột phá của chúng sẽ giúp đem lại nhiều phát hiện về vật chất tối và năng lượng tối (ROMAN), cũng như về chất lượng không khí, sức khỏe đại dương và biến đổi khí hậu trên Trái đất (PACE).

Cập nhật: 06/11/2023 VnExpress