Không GPS, không Google Map - các phi hành gia định vị trong vũ trụ như thế nào?

Hệ tọa độ thiên văn được xây dựng dựa trên hệ tọa độ địa lý, là một công cụ đắc lực giúp các phi hành gia định vị trong không gian.

Chúng ta đã không còn xa lạ với GPS và Google Map, những công cụ cho ta biết mình đang ở đâu trên bề mặt của Trái Đất, ở tọa độ thế nào. Và tọa độ thì được thể hiện bởi vĩ độ và kinh độ.

Đó là cách xác định vị trí trên mặt đất, còn trong vũ trụ thì sao? Đó là nơi không thể dùng đến GPS, xung quanh thì tối đen như mực, vậy phải làm thế nào?

Thực ra, cách các phi hành gia định vị vật thể ngoài không gian cũng tương tự như Trái đất, chỉ khác là với phiên bản mở rộng hơn. Nó được gọi là "Hệ tọa độ thiên văn".

Trong hành trình thám hiểm vũ trụ, khi phát hiện sao băng hay những ngôi sao nhỏ và muốn những người dưới Trái Đất cùng quan sát, hệ tọa độ thiên văn sẽ được sử dụng. "Mục đích là định vị trên bầu trời. Nó cũng giống như kinh tuyến và vĩ tuyến trên Trái Đất" - Rick Fienberg, phát ngôn viên của Hiệp hội Thiên văn học Hoa Kỳ cho biết.

Hệ tọa độ thiên văn. (Nguồn: Wikipedia).

Điều khó tin là ý tưởng về hệ tọa độ thiên văn đã xuất hiện từ thời cổ đại. Bản chất của nó là quan niệm coi bầu trời là một khối cầu bao quanh Trái Đất, tức Trái Đất là trung tâm của vũ trụ.

"Dù điều này là hoàn toàn sai so với thực tế, nhưng ý niệm đó giúp chúng ta xây dựng được một hệ tọa độ dùng trong vũ trụ" - Christopher Palma, giáo sư thiên văn học và vật lý ĐH bang Pennsylvania nói.

Thuyết địa tâm cho ta cơ sở để xây dựng hệ tọa độ thiên văn.

Vậy "phiên bản mở rộng" này có gì khác so với phiên bản gốc?

Nó sẽ không có xích đạo mà sẽ có "xích đạo thiên cầu" - hình chiếu của xích đạo ra ngoài không gian.

Thay cho vĩ tuyến, chúng ta có "xích vĩ" - được đo theo hướng bắc hoặc nam tính từ xích đạo thiên cầu. Và thay cho kinh tuyến, chúng ta dùng "xích kinh" - được đo bằng góc về phía đông theo xích đạo thiên cầu.

Ngân hà này có tên 2XMM J143450.5+033843, những con số sau chữ J là xích kinh và xích vĩ của nó.

Do với Trái Đất, vũ trụ luôn quay tròn, vì thế đơn vị độ sẽ được thay bằng góc giờ. Ví dụ, 180 độ sẽ bằng 12 giờ xích kinh.

Phi hành gia không phải những người duy nhất phải nằm lòng hệ tọa độ thiên văn. Bất kì ai muốn quan sát sao trời để xác định phương hướng, vị trí đều có thể sử dụng hệ tọa độ này. Hầu hết tàu thuyền đều được trang bị GPS, nhưng thủy thủ vẫn phải biết hệ tọa độ thiên văn phòng trường hợp GPS không hoạt động.

"Nếu họ thấy được sao Bắc Cực, họ sẽ xác định được hướng bắc, và bằng một vài tính toán, họ cũng tìm được các hướng còn lại cũng như tìm được tọa độ của mình, nhờ vào tọa độ của sao Bắc Cực trong hệ tọa độ thiên văn" - ông Fienberg giải thích.