Vì sao cần tới 16 tháng để gửi dữ liệu mới nhất từ sao Diêm Vương về Trái đất?

Hôm qua NASA công bố hình ảnh rõ nét nhất của sao Diêm Vương, được chụp bởi tàu vũ trụ New Horizons sau khi hoàn thành nhiệm vụ tiếp cận ngôi sao này từ năm 2006.

• Loạt ảnh chân thực nhất về Sao Diêm Vương mới được công bố
• Ngày mai tàu vũ trụ New Horizons tiếp cận sao Diêm Vương

Cần tới 16 tháng để gửi dữ liệu mới nhất từ sao Diêm Vương về Trái đất

Hôm qua NASA công bố hình ảnh rõ nét nhất của sao Diêm Vương, được chụp bởi tàu vũ trụ New Horizons sau khi hoàn thành nhiệm vụ tiếp cận ngôi sao này từ năm 2006. Đây là một cột mốc quan trọng trong lịch sử khám phá vũ trụ của con người, vì sao Diêm Vương là một trong những tiểu hành tinh nằm xa nhất trong hệ Mặt Trời.

Bức ảnh này được chụp vào khoảng 4 giờ sáng và đến 21 giờ tối NASA mới nhận được. Với khoảng cách giữa Trái đất và sao Diêm Vương lên tới gần 5 tỷ km, việc truyền dữ liệu từ tàu vũ trụ New Horizons về NASA không phải là điều đơn giản.

Và sau khi gửi về bức ảnh này, phải mất tới 16 tháng nữa tàu vũ trụ của NASA mới có thể gửi về những dữ liệu mới nhất mà nó vừa thu thập được trong ngày hôm nay. Đó cũng là lý do vì sao ngoài bức ảnh trên, chúng ta chưa nhận được những thông tin quan trọng nhất.

Các dữ liệu sau khi được thu thập từ những cảm biến, camera và thiết bị đo trên tàu New Horizons sẽ được lưu trữ vào một trong hai bộ nhớ thể rắn với dung lượng 8 gigabyte.

Sau đó bộ vi xử lý chính của tàu sẽ sắp xếp và định dạng lại các dữ liệu này dưới dạng nén, để chuẩn bị gửi về Trái đất. Tàu vũ trụ New Horizons liên lạc với Trái đất thông qua 4 ăng-ten chảo. Đối với những dữ liệu khoa học quan trọng, nó sẽ sử dụng chiếc ăng-ten lớn nhất, có đường kính 2,1m.

Đa số việc truyền tín hiệu trong vũ trụ sử dụng loại tia X với dải tần số 8-12 GHz và nó mất khoảng 4,5 giờ để đi từ tàu New Horizons về đến Trái đất.

Tuy nhiên có một khó khăn rất lớn, đó là chùm tia dữ liệu gửi về chỉ có góc mở rộng 0,3 độ. Cũng có nghĩa là nó phải hướng thẳng về Trái đất với độ chính xác cao nhất, chỉ cần lệch một chút với khoảng cách 5 tỷ km nó cũng có thể khiến chùm tia lệch hẳn ra khỏi Trái đất.

Khi New Horizons gửi dữ liệu, đa số thời gian nó hướng về Trái đất, cũng có nghĩa là chúng ta mới chỉ nhận được những hình ảnh từ một phía của sao Diêm Vương. Hôm nay tàu vũ trụ sẽ bắt đầu đi qua vùng khuất của sao Diêm Vương, ở giữa ngôi sao này và Mặt trăng Charon để tiếp tục thu thập dữ liệu.

Do đó tàu vũ trụ sẽ không còn hướng về phía chúng ta nữa, cũng có nghĩa là nó không thể gửi các dữ liệu về nữa cho đến khi hoàn thành một vòng quanh quỹ đạo của sao Diêm Vương. Cụ thể sẽ phải mất 16 tháng để New Horizon quay một vòng xung quanh sao Diêm Vương và tiếp tục hướng về Trái đất.

Tốc độ truyền dữ liệu trong vũ trụ tương đương với mạng dial-up

NASA thu thập dữ liệu từ các vệ tinh và tàu vũ trụ của mình trong một mạng không dây được gọi là Deep Space.

Trong đó, các dữ liệu từ New Horizons được gửi về với tốc độ khoảng 2.000 bit/s.

Để có thể thấy rõ khoảng cách 5 tỷ km có ảnh hưởng đến tốc độ truyền tải dữ liệu như thế nào, chúng ta có thể so sánh tốc độ ở trên với tốc độ truyền dữ liệu khi mà New Horizons vừa mới được phóng lên vũ trụ vào năm 2007. Đó là 38 kilobit/s.

Tốc độ truyền tải dữ liệu hiện nay của New Horizons chỉ tương đương với tốc độ mạng internet dial-up của chúng ta. Điều đó cũng có nghĩa là phải mất nhiều giờ đồng hồ để NASA nhận được một bức ảnh hay một gói dữ liệu rất nhỏ.

Để gửi về một bức ảnh vài trăm KB chúng ta cũng phải mất tới gần 5 giờ đồng hồ, do đó để gửi những dữ liệu hàng trăm MB sẽ phải mất rất rất nhiều thời gian.

Theo kế hoạch, vào khoảng tối nay NASA sẽ nhận được những dữ liệu cuối cùng được gửi về từ tàu vũ trụ New Horizon. Sau đó, chúng ta sẽ phải chờ đợi khoảng 16 tháng, sau khi tàu vũ trụ hoàn thành quỹ đạo quanh sao Diêm Vương để có thể nhận thêm những dữ liệu mới.