NASA nâng cấp mạng lưới liên lạc không gian sâu với ăng-ten 34 mét mới

Theo tin từ IT ngày 7 tháng 9, mạng lưới liên lạc mà Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ (NASA) sử dụng để duy trì kết nối với các tàu vũ trụ ở xa vừa được mở rộng.

Mạng lưới không gian sâu (Deep Space Network - DSN) nổi tiếng với vai trò liên lạc với các tàu vũ trụ ở khoảng cách xa như Voyager 1, Voyager 2 và New Horizons. Hiện nay, mạng lưới này vừa bổ sung một ăng-ten vô tuyến có đường kính 114 feet (khoảng 34 mét) tại bang California, Mỹ, nhằm nâng cao năng lực phục vụ cho mạng lưới liên lạc vốn đang ngày càng quá tải này.

Hiện tại, có hơn 40 tàu vũ trụ đang khám phá hệ Mặt Trời và không gian liên sao phụ thuộc vào DSN để liên lạc. Với số lượng các nhiệm vụ thám hiểm không gian sâu ngày càng tăng, DSN luôn gặp khó khăn trong việc bắt kịp tốc độ tăng trưởng nhu cầu. Nhiệm vụ không người lái Artemis 1 thực hiện năm 2022 và nhiệm vụ có người lái Artemis 2 dự kiến vào năm 2026 đều được ưu tiên đảm bảo tài nguyên liên lạc trong quá trình bay quanh Mặt Trăng, điều này đã gây áp lực lớn lên khả năng hỗ trợ các nhiệm vụ khác của DSN.

Ngay từ năm 2021, các nhà quản lý của NASA đã cảnh báo rằng, mặc dù cơ quan này liên tục nỗ lực bổ sung các ăng-ten mới cho DSN, nhưng vẫn không thể đáp ứng đồng thời nhu cầu liên lạc của tất cả các nhiệm vụ không gian sâu.

Brad Arnold, quản lý mạng lưới không gian sâu tại Phòng Thí nghiệm Sức đẩy Phản lực (JPL) của NASA, cho biết trong một bài phát biểu tại sự kiện có sự tham gia của SpaceNews: "Chúng tôi đang nỗ lực tăng cường năng lực liên lạc và bổ sung thêm ăng-ten, nhưng vẫn không thể theo kịp nhu cầu ngày càng tăng hiện nay. Do đó, các nhiệm vụ cần chuẩn bị tâm thế cho việc nhận được ít tài nguyên liên lạc hơn."

Arnold cũng cảnh báo rằng chương trình đổ bộ Mặt Trăng Artemis sẽ trở thành "con voi trong phòng" (vấn đề lớn không thể phớt lờ), tức là một nguồn nhu cầu khổng lồ không thể bỏ qua. Vì các phi hành gia trong các nhiệm vụ có người lái bắt buộc phải được ưu tiên hơn so với các tàu vũ trụ robot, nên "điều này cuối cùng sẽ ảnh hưởng đến khả năng phục vụ các nhiệm vụ khác của chúng tôi".

Điều này là do DSN đồng thời đảm nhận nhiệm vụ cung cấp dịch vụ liên lạc cho cả tàu vũ trụ không gian sâu có người lái và không người lái.

Từ năm 1958, khi JPL còn đang hợp tác với Lục quân Mỹ, họ đã thiết lập 3 trạm theo dõi vô tuyến tàu vũ trụ tại Nigeria, Singapore và California (Mỹ) để hỗ trợ các chương trình không gian sơ khai của Mỹ. Sau đó, DSN với các ăng-ten lớn mạnh mẽ hơn đã chính thức được thành lập vào tháng 12 năm 1963. Trong tài liệu kỷ niệm 50 năm thành lập DSN vào năm 2013, JPL khẳng định mạng lưới này đã trở thành "mạng lưới liên lạc thực tế cho các nhiệm vụ không gian sâu".

Ngày 20 tháng 7 năm 1969, DSN đã giúp chuyển tiếp thông tin liên lạc của phi hành gia NASA Neil Armstrong trong nhiệm vụ Apollo 11 khi ông thực hiện bước đi đầu tiên của con người trên Mặt Trăng. Kể từ đó, DSN đã tham gia hỗ trợ vô số cột mốc thám hiểm không gian, bao gồm việc nhận hình ảnh từ các xe tự hành sao Hỏa từ những năm 1990, và dữ liệu nhận được trong những năm 2010 xác nhận rằng cả Voyager 1 và Voyager 2 đều đã tiến vào không gian liên sao.

Ngày nay, chương trình Artemis không phải là áp lực duy nhất mà DSN phải đối mặt. Khi hoạt động thám hiểm không gian toàn cầu ngày càng phát triển, mức độ sử dụng DSN của các cơ quan hàng không vũ trụ từ các quốc gia và khu vực khác để hỗ trợ liên lạc cho tàu vũ trụ của họ cũng cao hơn nhiều so với 50 năm trước.

Đồng thời, NASA cũng có kế hoạch xây dựng căn cứ Mặt Trăng vĩnh viễn gần cực Nam của Mặt Trăng sớm nhất là vào những năm 2030. Tuy nhiên, NASA cho biết trong giai đoạn thứ ba của quá trình xây dựng căn cứ, họ sẽ triển khai "mạng lưới Mặt Trăng phối hợp thống nhất" để cung cấp hỗ trợ liên lạc cho các cơ sở vật chất tại căn cứ này.

Hiện tại, DSN đang vận hành 3 trung tâm liên lạc trên toàn cầu, đặt tại Goldstone (California, Mỹ), gần Madrid (Tây Ban Nha) và gần Canberra (Australia). Mỗi trung tâm đều được trang bị một ăng-ten lớn đường kính 230 feet (khoảng 70 mét) cùng nhiều ăng-ten nhỏ hơn.

Ăng-ten mới được bổ sung lần này có kích thước bằng khoảng một nửa ăng-ten 70 mét và cũng được triển khai tại trung tâm liên lạc Goldstone. Ăng-ten này chính thức đi vào hoạt động từ ngày 3 tháng 8, khi đó nó được sử dụng để theo dõi Đài quan sát tia X Chandra của NASA.

Ăng-ten mang số hiệu DSS-23 này là ăng-ten 34 mét thứ 5 trong số 6 ăng-ten mới thuộc dự án "Tăng cường khẩu độ" (Aperture Enhancement Project) của DSN. Dự án này khởi động từ năm 2009 và dự kiến sẽ hoàn thành chính thức sau khi ăng-ten thứ 6 — DSS-33 — đi vào hoạt động tại trung tâm liên lạc Canberra vào năm 2029.

Tuy nhiên, chu kỳ xây dựng của kế hoạch mở rộng này kéo dài hơn dự kiến ban đầu và chi phí cũng tăng lên đáng kể.

Văn phòng Tổng thanh tra NASA trong một báo cáo năm 2015 dự tính chi phí dự án vào khoảng 362,4 triệu USD. Nhưng đến đầu năm tài chính 2023, chi phí dự kiến của dự án đã tăng 68%, lên tới 706 triệu USD, đồng thời tiến độ tổng thể cũng chậm hơn gần 5 năm so với kế hoạch ban đầu.

NASA hiện dự kiến ăng-ten mới cuối cùng dùng để nâng cao năng lực của mạng lưới không gian sâu sẽ chính thức đi vào hoạt động vào năm 2029.