Chuyên gia NASA: Có thể dùng GPS để định vị trên Mặt trăng

Các chuyên gia tại NASA tin rằng, chúng ta hoàn toàn có thể xây dựng một trạm GPS thu nhỏ trên Mặt Trăng để giúp các phi hành gia có thể dễ dàng di chuyển trên bề mặt và thực hiện các sứ mệnh.

Để các phi hành gia có thể tới Mặt Trăng theo kế hoạch của dự án Artemis do NASA đặt ra nhằm khai thác băng ở miệng núi lửa gần cực Nam của Mặt Trăng, họ sẽ cần có những điều kiện cơ bản.

Về lý thuyết, chúng ta có khả năng định vị được trên Mặt trăng.

Đầu tiên họ sẽ cần phải tìm chính xác vị trí cần đến. Tất nhiên vấn đề này đã có tàu đổ bộ và các phương tiện khác lo. Nhưng để tiếp cận quỹ đạo Mặt trăng hoặc đổ bộ xuống một địa điểm trên Mặt Trăng, họ sẽ cần biết vị trí chính xác trong thời gian thực. Để làm được điều này, rõ ràng chúng ta sẽ cần tới một thứ ví dụ như GPS giống như ở trên Trái Đất.

Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) đã thay đổi hoàn toàn cuộc sống của chúng ta. Một số quốc gia đang vận hành một số lượng lớn các vệ tinh và giúp mọi người có thể điều hướng theo nhiều cách. Trên Trái Đất, GPS có thể xác định vị trí tính bằng centimet. Nhưng liệu một hệ thống như vậy trên Mặt Trăng có thể giúp các phi hành gia hạ cánh chính xác hơn không?

Theo Spectrum, Hai nhà khoa học Kar-Ming Cheung và Charles Lee thuộc Phòng thí nghiệm Động cơ Phản lực của NASA đã thực hiện một số tính toán học về khả năng này.

Về mặt lý thuyết toán học là Có khả năng. Một hệ thống GPS có thể hoạt đông chính xác trên Mặt Trăng. Tín hiệu từ các vệ tinh dẫn đường toàn cầu hiện có gần Trái Đất có thể dùng để điều hướng cho các phi hành gia trên Mặt Trăng cách xa tới 385 ngàn km.

Trước đó nhóm nghiên cứu đã trình bày phát hiện mới nhất của họ tại Hội nghị hàng không vũ trụ của IEEE ở Montana hồi tháng này.

Nhóm nghiên cứu đã thử lập bản đồ quỹ đạo của các vệ tinh dẫn đường từ Hệ thống định vị toàn cầu (GPS) và Galieo của Châu Âu và GLONASS của Nga. Tổng cộng có tới 81 vệ tinh. Hầu hết các vệ tinh này đều có ăng-ten định hướng chỉ vào bề mặt Trái Đất. Nhưng tín hiệu của chúng cũng tỏa ra cả không gian xung quanh.

Các nhà nghiên cứu cho biết, các tín hiệu đủ mạnh để tàu vũ trụ có thể đọc được thông qua một máy thu nhỏ gọn ở gần Mặt Trăng. Họ tính toán rằng, tàu vũ trụ trên quỹ đạo Mặt Trăng sẽ có thể thu được sóng của 5-13 vệ tinh tại bất kỳ thời điểm nào. Ở khoảng cách này, khả năng định vị chính xác có thể lên tới 200-300m.

Bằng mô phỏng máy tính, nhóm tiếp tục thực hiện các phương pháp khác nhau để cải thiện độ chính xác. Các nhà khoa học NASA tin rằng, các vệ tinh chuyển tiếp trong quỹ đạo Mặt Trăng giống như đèn hiệu định vị.

Một hệ thống GPS mini này không quá đắt so với chi phí bỏ ra cho các chương trình không gian.

Thêm vào đó việc giúp các phi hành gia di chuyển sau khi hạ cánh trên Mặt Trăng sẽ càng phức tạp hơn nữa vì tại các vùng cực, Trái Đất sẽ nằm thấp hơn ở đường chân trời. Tín hiệu có thể bị các ngọn núi hoặc vành miệng núi lửa chặn lại.

Nhưng nhóm JPL và các đồng nghiệp tại Trung tâm bay không gian Goddard ở Maryland đã lường trước điều đó. Để giúp các phi hành gia, nhóm nghiên cứu đề nghị sử dụng một máy phát đặt gần địa điểm của họ để làm điểm tham chiếu. Nói cách khác, các nhà khoa học có thể sử dụng hai vệ tinh trên quỹ đạo Mặt Trăng. Một vệ tinh chuyển tiếp mới trên quỹ đạo cao của Mặt Trăng và hoạt động một đèn hiệu định vị, kết hợp với tàu thăm dò Lunar Reconnaissance Orbiter của NASA đã bắt đầu khảo sát vệ tinh này từ năm 2009.

Một hệ thống GPS mini này không quá đắt so với chi phí bỏ ra cho các chương trình không gian. Nhưng kế hoạch cho dự án Artemis đang bị hoãn vì các cuộc tranh luận liên quan đến nguồn tài trợ cho dự án. Các chuyên hàng đầu NASA đã lên kế hoạch xây dựng một trạm vệ tinh quay quanh Mặt Trăng có tên Gateway để giúp các sứ mệnh khám phá Mặt Trăng trở nên khả thi hơn. Nhưng nếu NASA định đưa con người lên Mặt Trăng vào năm 2024 như Nhà Trắng đã công bố, Gateway có thể phải chờ tới cuối thập kỷ này mới hoàn thiện.

Tuy nhiên nhiều nhà khoa học trước đó đã khẳng định rằng, kế hoạch tạo ra một hệ thống GPS trên Mặt Trăng sẽ rất hữu ích và phục vụ cho nhiều sứ mệnh khác nhau, bất kể chúng ta đổ bộ theo cách nào.

Cheung kết luận: "Chúng ta có thể làm được. Vấn đề chỉ là tiền thôi".

• Giải pháp để các nhà du hành không lạc đường trên... mặt trăng
• NASA tìm thấy tàu vũ trụ thất lạc 8 năm trên quỹ đạo Mặt Trăng