CryoSat-2 vệ tinh khảo sát độ dày của các vùng băng ở 2 cực

Chế tạo một vệ tinh nhân tạo trong 3 năm rõ ràng là một nhiệm vụ đầy tham vọng. Do đó, quyết định tái tạo lại vệ tinh nhân CryoSat và khôi phục lại chương trình của nó cũng là quyết định đầy tham vọng. Việc khôi phục lại chương trình CryoSat đang tiến triển tốt đẹp.

Với hơn 85 chi tiết được cải tiến, CryoSat-2 sẽ thay thế CryoSat mà đã bị mất sau lần phóng không thành công vào tháng 10 năm 2005.

Việc khí hậu thay đổi đã làm cho các lớp băng bị mỏng dần, nhu cầu tìm hiểu mức độ co lại của các lớp băng ngày càng bức thiết hơn so với thời điềm mà CryoSat được chọn để phát triển vào năm 1999.

Năm địa cực quốc tế 2007 -2008 sẽ tập trung các nguồn tài nguyên để đo đạc môi trường ở 2 vùng cực. Việc mất vệ tinh CryoSat đã cản trở chương trình đóng góp một phần của nó vào nỗ lực này nhưng việc sử dụng CryoSat-2 sẽ được lợi từ chương trình hành động của Năm địa cực quốc tế.

Mặc dù ảnh hưởng của sự thay đổi khí hậu được dự đoán là sẽ ảnh hưởng lớn đến các vùng cực nhưng rất khó để xác định nó có ảnh hưởng gì lên các lớp băng vùng cực. Các nghiên cứu mới đây về sự co lại của các biển băng ở bắc cực và sự tan chảy của các chỏm băng nằm ngoài rìa ở Nam cực được công chúng biết đến rất nhiều. Mặt khác, cũng có nhiều bản nghiên cứu về sự dày lên của các lớp băng ở bắc cực.

Hình mô phỏng vệ tinh CryoSat trong quỹ đạo. (Ảnh Sciencedaily)

Theo kế hoạch khi được phóng lên quỹ đạo vào năm 2009, CryoSat-2 sẽ đo đạc sự thay đổi độ dày của các lớp băng ở trên biển cũng như ở trên đất liền để cung cấp các chứng cứ cuối cùng về việc có hay không các khối băng đang bị thu nhỏ dần. Hơn nữa, do tầm quan trọng của băng trong hệ thống khí hậu của trái đất cho nên việc dự báo khí hậu trái đất trong tương lai và việc đo mực nước biển sẽ dựa vào các dữ liệu mà CryoSat-2 thu thập được.

Kể từ khi chương trình CryoSat-2 được khởi động lại, nhiều việc đã được thực hiện và dự án này đã vượt qua một cột mốc quan trọng đó là cuộc tổng kiểm tra mô hình thiết kế qua đó mọi sự thay đổi trong thiết kế đã được nghiên cứu và xem xét kỹ lưỡng. Các thay đổi chính cũng được xem xét kỹ lương. Một trong các thay đổi chính mang tính nổi bật đó là vệ tinh mới sẽ mang theo thiết bị dự phòng cho các thiết bị chính trên nó. Thiết bị này có tên gọi là biết bị đo độ cao giao thoa (SIRAL).

Radar đo độ cao đã được dùng trong các chương trình thám hiểm không gian trước đây nhưng thiết bị SIRAL là có một điểm khác. Thiết kế phức tạp của nó chứa các thiết bị phân giải được cải tiến và khả năng quan sát nhằm đáp ứng yêu cầu đo đạc chính xác các tảng băng trôi nhưng vẫn đảm bảo được khả năng khảo sát bề mặt của các khối băng lớn một cách chính xác để phát hiện ra các thay đổi nhỏ.

Là kết quả của thiết bị chính kép SIRAL và các thiết bị giao diện kết hợp cũng như các cải tiến về độ tin cậy, vệ tinh còn có một hiệu ứng liên đới. Ví dụ như hệ thống dự phòng SIRAL sẽ được giữ ấm khi nó được tắt đi. Năng lượng của một máy sưởi phụ sẽ được cung cấp bằng cách gia tăng kích thước bộ nguồn của vệ tinh. Một vài khuyết điểm nhỏ trong thiết kế ban đầu đã được sửa chữa và một số thay đổi khác là cần thiết để thay thế các thiết bị lạc hậu. Tổng số đã có hơn 85 thiết bị được thay thế trong đó từ 30-40% là các thay đổi về phần mềm điều khiển nhằm làm cho vệ tinh dễ dàng hoạt động hơn.

Richard Francis, giám đốc dự án CryoSat-2, nói: “Chúng tôi đang gấp rút hoàn thành CryoSat-2. Kể từ sau lần phóng thất bại chúng tôi đã nhanh chóng tổ chức lại để một khi chúng tôi được phép tiến hành CryoSat-2 thì chúng tôi biết sẽ phải làm gì. Nhóm nghiên cứu của chúng tôi đã tạo ra nhiều bước tiến trong vào năm ngoái với việc các thiết bị bay đã được giao. Cho đến bây giờ, mọi thứ đều tiến triển tốt đẹp và chúng tôi hy vọng điều này sẽ tiếp diễn để vào cuối năm 2007 vệ tinh CryoSat sẽ được hoàn tất.”

Cùng với việc xây dựng vệ tính mới, hàng loạt các thí nghiệm liên quan đến lĩnh vực này đã được tiến hành ở Bắc cực. Chương trình thí nghiệm đầu tiên mang tên thám hiểm hiện tượng hồ quang ở Bắc cực, đây là một phần trong chương trình hành động của Năm địa cực quốc tế.

Hai nhà thám hiểm của chương trình này Alain Hubert và Dixie Dansercoer đã khởi hành cho chuyến hành trình dọc bắc cực kéo dài 110. Mỗi người kéo theo một xe trượt tuyết nặng 130 kg gồm thực phẩm và các thiết bị cần thiết, hai nhà thám hiểm dũng cảm này sẽ đi bộ từ một hòn đảo ngoài khởi Siberia đến miền nàm đảo Greenland, một lộ trình từ trước tới giờ không ai thực hiện. Với sự hỗ trợ của dự án CryoSat-2, họ sẽ tiến hành đo đạc độ dày của các lớp băng trong suốt chuyến hành trình của họ. Các thông tin cập nhật về chuyến đi của họ sẽ được đăng tải trên trang web http://www.arcticarc.org.

Các đo đạc này sẽ cực kỳ hữu dụng để đánh giá kỹ thuật được sử dụng để chuyển đổi các dữ liệu đo đạc của CryoSat-2 thành các dữ liệu chính xác về độ dày của các lớp băng. Bởi vì việc đo đạc trực tiếp các khối băng nằm ở biển băng bắc cực là rất khó thực hiện nên cơ quan hàng không châu Âu rất vui vì hưởng được lợi từ việc này.

Sức nặng của các lớp băng nằm phủ lên khiến cho các biển băng chìm trong nước thấp hơn. Việc đánh giá độ dày của biển băng của vệ tinh CryoSat-2 sẽ phụ thuộc và việc đo đạc phần nổi của các tảng băng. Mọi người đều biết rằng 7/8 của một tảng băng trôi thì nằm dưới bề mặt của nó do đó nếu biết được bề mặt của nó cao bao nhiêu chúng ta sẽ dễ dàng tính được phần còn lại. Việc tính toán các lớp băng nằm đè lên cũng như vậy. Sóng rađa sẽ đi xuyên qua các lớp băng này, trừ đi phần nổi đã được tính, cuối cùng độ dày của các lớp băng sẽ được tính.

Các dữ liệu mà Hubert và Dansercoe thu thập trong suốt chuyến hành trình của họ sẽ đóng góp vào việc đánh giá các chương trình mà sẽ được sử dụng để đánh giá số lượng các tảng băng trong suốt thời gian tồn tại của vệ tinh CryoSat-2. Là một phần của chiến dịch đánh giá CryoSat-2, các nhà khoa học sẽ đến quần đảo Svalbard vào giữa tháng tư để tiến hành các nghiên cứu trong chương trình thí nghiệm đánh giá CryoSat-2. Chương trình này sẽ sử dụng kỹ thuật ASIRAS, một phiên bản chuyên dụng trên không đối với các thiết bị SIRAL để tiến hành đo đạc các đặc tính của băng và tuyết.

Thế Kiệt