Xem lẹ

Trang nhà > Khoa học > Không gian > Cả thế giới tiến lên … Mặt Trăng

Cả thế giới tiến lên … Mặt Trăng

Chủ Nhật 25, Tháng Mười Một 2007

Japan Aerospace Exploration Agency (JAXA) và Mitsubishi Heavy Industries, Ltd. đã thông báo: vệ tinh Mặt Trăng đầu tiên của Nhật Bản có tên Kaguya được phóng đi vào 10 giờ 35 phút 47 giây sáng 13/9/2007. Còn vệ tinh Hằng Nga-1 của Trung quốc đã “thăng thiên” ngày 24/10/2007 lúc 10:05:04 giờ UTC nhân dịp Đại hội lần thứ XVII Đảng CSTQ (khai mạc 15/10/2007); rất tiếc là chưa thấy công bố chi tiết kỹ thuật cụ thể nào về chuyến bay này, tuy các tin tức tuyên truyền rất ồn ào.

JPEG - 33.4 kb
Quỹ đạo của vệ tinh TQ Hằng Nga-1

Tóm lại, một cuộc chạy đua mới trên con đường chinh phục Mặt Trăng đã chính thức bắt đầu. Sang năm sẽ đến lượt Ấn Độ rồi Mỹ phóng vệ tinh Mặt Trăng.

Cuộc chạy đua thám hiểm Mặt Trăng lần thứ nhất

Trong cuộc chạy đua chinh phục vũ trụ nhằm phục vụ chiến tranh lạnh, từ năm 1959, Mỹ và Liên Xô bắt đầu phóng các thiết bị thăm dò tới gần Mặt Trăng để quan sát, chụp ảnh, thu được rất nhiều số liệu quý báu về thiên thể này. Cho tới năm 1976, họ đã phóng 108 thiết bị thăm dò Mặt Trăng, trong đó 48 lần thành công. Liên Xô còn cho tàu vũ trụ không người lái hạ cánh xuống Mặt Trăng lấy được 300 gam mẫu đất đá đem về. Sáu tuần sau khi Gagarin bay lên vũ trụ, Tổng thống Kennedy công bố kế hoạch đưa người lên Mặt Trăng vào cuối thập niên 60 theo Chương trình Apollo. Trong thời gian 1969-1972, Mỹ đã 6 lần đưa cả thảy 12 người lên Mặt Trăng, đem về 382 kg đất đá của thiên thể này. Đây là một thành công vẻ vang của trí tuệ con người, một thể hiện tập trung tiến bộ KHKT của nhân loại, đánh dấu cao trào đầu tiên trong công cuộc nghiên cứu vũ trụ. Ngoài kết quả tìm hiểu Mặt Trăng ra, chương trình Apollo đã kéo theo sự nhảy vọt của công nghệ cao, hình thành nhiều ngành công nghiệp mới ở Mỹ, làm cho sức mạnh tổng hợp của Mỹ tăng lên rất mạnh. Sau đó, Liên Xô bỏ dở cuộc đua đưa người lên Mặt Trăng; thất bại này đã tác động nặng nề tới sự phát triển khoa học kỹ thuật của Liên Xô.

Trong lần cuối cùng đổ bộ lên Mặt Trăng (12/1972), hai nhà du hành vũ trụ Mỹ đã ở lại trên đó 75 giờ. Sau chuyến bay này Mỹ tuyên bố chấm dứt Chương trình Apollo; chủ yếu vì họ đã đạt mục đích diễu võ dương oai cho thế giới, nhất là cho Liên Xô, thấy rằng Mỹ mới là siêu cường số 1 toàn cầu; mặt khác cũng do Apollo tốn quá nhiều tiền: 26,5 tỷ USD (hơn 200 tỷ USD theo thời giá hiện nay).

Năm 1984, Liên Hợp Quốc thông qua “Hiệp ước chỉ dẫn hoạt động trên Mặt Trăng và các thiên thể khác” (gọi tắt là Hiệp ước Mặt Trăng), quy định mọi tài nguyên trên Mặt Trăng và các thiên thể khác đều là tài sản chung của nhân loại, không một quốc gia, đoàn thể hoặc cá nhân nào được chiếm làm của riêng. Năm 1989, TT Bush (cha) tuyên bố Mỹ phải trở lại Mặt Trăng.

Đầu năm 1990, Nhật Bản phóng vệ tinh MUSES-A nặng 11 kg lên Mặt Trăng. Bốn năm sau, Mỹ tiến hành dự án Clementine phóng vệ tinh bay vòng Mặt Trăng 71 ngày, lập bản đồ 38 triệu km2 bề mặt thiên thể này, thăm dò sự phân bố của nhiều nguyên tố trên đó và bất ngờ phát hiện có dấu hiệu tồn tại nước trên Mặt Trăng – phát hiện này được các nước hết sức quan tâm, vì như vậy có thể đưa người lên Mặt Trăng sinh sống. Đầu năm 1998, Mỹ phóng Lunar Prospector bay vòng Mặt Trăng 19 tháng, lập bản đồ phân bố 11 nguyên tố, phát hiện trữ lượng khổng lồ của nhiều nguyên tố có rất ít trên Trái Đất. Thành tựu này đã kích thích mạnh mẽ nhiều nước quan tâm tới việc thăm dò Mặt Trăng, trong đó hăng hái nhất là châu Á.

Cuộc chạy đua thám hiểm Mặt Trăng lần thứ hai

Cuộc đua này bắt đầu với việc Cơ quan Không gian châu Âu ESA phóng tàu thăm dò SMART-1 (Small Mission Advanced Research in Techonoly, 9/2003) do Thụy Điển thiết kế, áp dụng công nghệ năng lượng cực kỳ độc đáo: dùng năng lượng Mặt Trời làm động lực đảy vệ tinh sau khi nó đã tách khỏi tên lửa (các vệ tinh trước đây đều dùng tên lửa nhỏ). Trong 3 năm hoạt động, SMART-1 gửi về rất nhiều ảnh chụp Mặt Trăng cực kỳ giá trị giúp ESA vẽ bản đồ ba chiều và phân tích đất Mặt Trăng. Sau khi kết thúc sứ mạng, SMART-1 được điều khiển cho lao xuống Mặt Trăng để gây ra đám bụi khổng lồ giúp các nhà khoa học quan sát và phân tích thành phần của bụi.

Đầu năm 2004, Tổng thống Bush công bố chiến lược mới về nghiên cứu vũ trụ, đề xuất lấy việc thăm dò Mặt Trăng và sao Hỏa làm nội dung chính để tìm hiểu toàn diện hệ Mặt Trời. Sau đó các nước liên quan đều điều chỉnh lại chiến lược nghiên cứu vũ trụ của mình; nhiều nước đặt vấn đề thăm dò Mặt Trăng và đưa người lên đó. Tháng 9/2005, NASA đưa ra Constellation Program, kéo dài 13 năm, chi phí 104 tỷ USD (55% chương trình Apollo) nhằm đưa người trở lại Mặt Trăng năm 2018. Sở dĩ cần lâu thế, một phần là do phải chờ đến năm 2010 (là thời hạn chấm dứt khai thác tàu con thoi quá tốn kém) thì mới có tiền. Cuối 2006, NASA công bố kế hoạch: năm 2008 phóng vệ tinh Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO) vẽ bản đồ toàn bộ Mặt Trăng; năm 2018 đưa người lên đó xây dựng căn cứ lắp ráp tàu vũ trụ để từ đây bay lên sao Hỏa; năm 2020 thám hiểm sao Hỏa. Khó khăn chính của NASA là thiếu kinh phí. Mới đây giám đốc NASA Michael Griffin nói có thể người TQ với quyết tâm chính trị lớn, sẽ lên Mặt Trăng trước Mỹ.

Cuộc chạy đua lên Mặt Trăng lần này khác với lần trước ở chỗ không (hoặc ít ?) mang tính chất chính trị mà chủ yếu nhằm mục đích khai thác tài nguyên của Mặt Trăng, dùng thiên thể này để quan sát nghiên cứu Trái Đất và làm nơi phóng tàu vũ trụ lên các thiên thể khác. Một đặc điểm nữa là có rất nhiều nước tham gia, hợp tác quốc tế rộng rãi, chia xẻ kết quả đã thăm dò chứ không giữ bí mật như trước. Chẳng hạn. TQ đã tuyên bố sẽ công bố các ảnh chụp Mặt Trăng. Nga, EU, Nhật Bản, Brazil, Ấn Độ, Anh, Đức, Ukraina, Áo đều đã đưa ra kế hoạch thăm dò Mặt Trăng. Từ năm 1999 tới nay, “Đại hội quốc tế thăm dò và sử dụng Mặt Trăng” được tổ chức mỗi năm một kỳ luân phiên tại các nước. Đại hội VIII họp tại Bắc Kinh (7/2006) có 240 nhà khoa học từ 18 nước tới dự đã ra Tuyên ngôn Bắc Kinh về Mặt Trăng, đưa ra 13 điểm đồng thuận, trong đó có điểm “các tài liệu khảo sát được đều phải cung cấp nhanh nhất trong phạm vi rộng nhất (cho các nước)”. Đại hội VII họp tại Canada (9/2005) kêu gọi lập “Làng Mặt Trăng toàn cầu”. Tháng 4/2006, CT Hồ Cẩm Đào thăm Mỹ có bàn với TT Bush việc hợp tác nghiên cứu vũ trụ; tiếp đó tháng 9 Giám đốc NASA sang thăm TQ – một sự kiện động trời xưa nay chưa từng có. Ngoài ra còn có tổ chức IADC (Inter-Agency Space Debris Coordination Committee), mỗi năm họp một lần, gồm 11 nước thành viên; năm nay đã họp tới phiên thứ 25. Sự hợp tác chặt chẽ và chia xẻ lẫn nhau các kết quả khảo sát được sẽ thúc đảy công tác thăm dò Mặt Trăng tiến nhanh hơn trước. Các website đã công bố hàng ngàn bức ảnh quan sát Mặt Trăng, không chỉ đưa ra vài bức tượng trưng như hồi chiến tranh lạnh.

Điểm mặt một số anh hào

Tuy bắt đầu muộn và bị nhiều ràng buộc do các quy ước quốc tế, nhưng Nhật Bản nhanh chóng vươn lên dẫn đầu châu Á về công nghệ vũ trụ. Năm 1972, Nhật phóng vệ tinh nhân tạo đầu tiên của Trái Đất. Đầu năm 1990 họ phóng vệ tinh thăm dò Mặt Trăng Hagomoro (khi lên quỹ đạo đã đổi tên là Hiten) nặng 197,3kg; trở thành quốc gia thứ 3 phóng được vệ tinh Mặt Trăng. Sau chiến tranh lạnh, công tác nghiên cứu vũ trụ của Nhật được đảy mạnh trên tất cả các mặt: tàu vũ trụ, vệ tinh gián điệp, tên lửa mạnh, đưa người lên vũ trụ, và tích cực tham gia hợp tác quốc tế. Năm 2003, Nhật hợp nhất 3 cơ quan nghiên cứu vũ trụ vào một tổ chức chung là JAXA (Giám đốc: ông Keiji Tachikawa). Năm 2005, một nhà du hành vũ trụ Nhật đã lên trạm ISS bằng tàu con thoi Discovery.

Từ 1991, Nhật bắt đầu chương trình Lunar-A dự kiến phóng vệ tinh hạ cánh xuống Mặt Trăng vào năm 1995, nhưng do chưa giải quyết tốt công nghệ hạ cánh nên chương trình này sau phải bỏ, dù đã tốn rất nhiều tiền của. Dự án SELENE, còn gọi là Kaguya (Nữ thần Mặt Trăng) với chi phí 269 triệu USD sau 4 năm trì hoãn nay đã xác định ngày 13/9 sẽ phóng vệ tinh bằng tên lửa H-IIA từ Trung tâm Vũ trụ Tanegashima. Vào www. jaxa.jp bạn sẽ thấy mọi chi tiết cụ thể về dự án này. Kaguya nặng gần 3 tấn, gồm 3 vệ tinh; khi tới gần Mặt Trăng, hai vệ tinh con mỗi cái 50 kg sẽ tách khỏi vệ tinh mẹ. Một vệ tinh con chuyên trung chuyển tín hiệu giữa vệ tinh mẹ với mặt đất; một cái khác đo trọng trường Mặt Trăng. Vệ tinh mẹ mang theo 15 thiết bị đo đạc tối tân có chất lượng cao chưa từng có sẽ bay trên quỹ đạo tròn cách Mặt Trăng 100km, tiến hành quan trắc toàn diện trong thời gian 1 năm, tiến hành phân tích thành phần hóa học, sự phân bố các khoáng sản, đặc điểm bề mặt Mặt Trăng. Hai vệ tinh con bay trên quỹ đạo e-lip cao hơn “theo dõi” vệ tinh mẹ. NASA đánh giá Kaguya là chương trình thăm dò Mặt Trăng lớn nhất sau Apollo. Nhật còn dự định năm 2020 sẽ đưa người lên xây dựng căn cứ địa trên Mặt Trăng, năm 2030 hoàn tất.

Từ năm 2003, Trung Quốc bắt đầu thực thi Chương trình thăm dò Mặt Trăng chia ba giai đoạn: 1) Thăm dò Mặt Trăng bằng thiết bị không người lái; 2) Đưa người lên Mặt Trăng. 3) Xây dựng căn cứ địa trên Mặt Trăng. Giai đoạn I chia 3 bước. Bước một: phóng vệ tinh bay quanh Mặt Trăng chừng một năm nhằm tìm hiểu thiên thể này một cách toàn diện, hệ thống. Bước hai: đổ bộ xe tự hành lên Mặt Trăng, thực hiện thăm dò cả một vùng. Bước ba : đưa robot lên Mặt Trăng lấy mẫu đất đá mang về Trái Đất. Bước 2 và 3 sẽ bắt đầu vào năm 2012 và 2017; thời điểm cụ thể sẽ xác định tùy theo kết quả bước trước. Nếu thuận lợi thì năm 2024 đưa người lên Mặt Trăng.

TQ hiện đang thực thi bước 1 của giai đoạn I, tức dùng tên lửa CZ3A phóng vệ tinh Hằng Nga-1 (Chang’e-1); trước định vào tháng 4/2007, sau lại hoãn tới tháng 10. Kinh phí đã duyệt cho bước 1 là 1,36 tỷ Yuan, tức hơn 175 triệu USD (1 Yuan = 0,133 USD), nhỏ hơn kinh phí xây dựng sân vận động Bắc Kinh phục vụ Olympic 2008, gần bằng một nửa kinh phí làm Nhà Hát Lớn Bắc Kinh. Trước đó, TQ đã thực hiện chương trình đưa người lên vũ trụ kéo dài 11 năm, chi phí hết 18 tỷ Yuan.

Chương trình Hằng Nga nhằm 4 mục tiêu: (1) Vẽ bản đồ lập thể 3 chiều của toàn bộ Mặt Trăng với tỷ lệ xích khá lớn (Mỹ đã vẽ nhưng bỏ trống vùng 2 cực, độ chính xác thấp). (2) Thăm dò 14 loại nguyên tố và lập bản đồ phân bố trên toàn bộ Mặt Trăng. (Mỹ đã thăm dò được 5 loại sắt, titanium, uranium, thorium, potassium). (3) Đo độ dày lớp đất trên Mặt Trăng, nhằm ước tính chính xác các tài nguyên trong đó – việc này chưa nước nào làm. Đất Mặt Trăng chứa nhiều Helium-3, nhưng cần biết chiều dày của tầng đất thì mới ước tính được chính xác trữ lượng. Ngoài ra, qua độ dày của lớp đất có thể nghiên cứu lịch sử hình thành Mặt Trăng. (4) Thăm dò các đặc trưng cơ bản của không gian hệ Mặt Trời ở độ cao 400 nghìn km giữa Mặt Trăng với Trái Đất. TQ hiện mới phóng được vệ tinh tới độ cao 60 nghìn km nên còn thiếu nhiều số liệu.

Ấn Độ đang bắt đầu một chương trình thăm dò Mặt Trăng đầy tham vọng tuy gặp khó khăn là thiếu kinh phí. Theo kế hoạch của Indian Space Research Organization (ISRO), vệ tinh Chandrayaan-1 tức “Thuyền Mặt Trăng” nặng 525kg sẽ được phóng lên trong năm 2008 (kế hoạch cũ là 2007) nhằm vẽ bản đồ ba chiều của Mặt Trăng. Vệ tinh này sử dụng 4 thiết bị của EU và 2 của Mỹ.

Cơ quan Không gian Đức (DLR) cho biết ngoài việc tham gia nghiên cứu với ESA, nước này sẽ tự tiến hành thăm dò Mặt Trăng, vì đây là lĩnh vực họ có ưu thế – ngay từ năm 1942 Đức đã phóng thành công tên lửa A4 (tiền thân của V2) lên cao 100km. DLR dự kiến năm 2013 phóng vệ tinh khảo sát cấu tạo bề mặt và vẽ bản đồ 3 chiều Mặt Trăng, với chi phí 300 triệu Euro/năm. Hiện Đức chưa có dự định đưa người lên thiên thể này; nhưng do họ cấp nhiều kinh phí nhất cho chương trình đưa người lên Mặt Trăng của ESA, nên chắc hẳn người Đức sẽ được ESA đưa lên đầu tiên.

Trung tâm Không gian quốc gia Anh (BNSC) dự kiến trước năm 2010 sẽ phóng 2 vệ tinh Mặt Trăng. Anh đang phối hợp với Mỹ khảo sát khả năng có nước đá ở hai cực Mặt Trăng; đây là vấn đề rất quan trọng, vì không có nước thì khó có thể cho người ở lại Mặt Trăng để làm việc.

Cường quốc vũ trụ Nga 30 năm qua ngừng nghiên cứu Mặt Trăng; trong kế hoạch vũ trụ 2006-2015 của ROSCOSMOS không đặt vấn đề lên Mặt Trăng, nay lại thấy nói có thể trong năm 2007 sẽ sửa đổi kế hoạch này và trình chính phủ duyệt. Tổng Giám đốc công ty Energia (đơn vị thầu chế tạo tên lửa và vệ tinh) thì nói có thể năm 2009 Nga sẽ phóng tàu Phobos lấy mẫu đất Mặt Trăng về nghiên cứu, năm 2012 phóng tàu Luna-Glob; sau năm 2025 đưa người lên sao Hỏa.

Chính phủ Hàn quốc mới đây tuyên bố bắt đầu kế hoạch 10 năm 2007-2016 thăm dò Mặt Trăng và các hành tinh trong hệ Mặt Trời, với kinh phí 4,1 tỷ USD. Hiện họ đang hợp tác với Nga và Israel về công nghệ tên lửa. Malaysia cùng một số nước khác cũng đã đưa ra các dự án thăm dò nghiên cứu Mặt Trăng.

Vì sao các nước đều muốn lên Mặt Trăng ?

Do theo đuổi mục đích chính trị là chính nên Chương trình Apollo trước đây bỏ sót nhiều vấn đề khoa học chưa khảo sát; hơn nữa Mỹ giữ bí mật kết quả thăm dò được (chẳng hạn họ chỉ biếu TQ đúng một gam đất Mặt Trăng). Vì vậy còn rất nhiều điều cần tìm hiểu về Mặt Trăng. Thí dụ vùng hai cực có thể có băng nhưng chưa được thăm dò kỹ, mà nước lại là thứ quan trọng nhất cho sự sống; hoặc chưa vẽ được bản đồ ba chiều chính xác cho toàn bộ Mặt Trăng, chưa khảo sát kỹ trữ lượng các nguyên tố, nhất là Helium-3 (He-3) – nhiên liệu lý tưởng của các nhà máy phát điện nhiệt hạch mà trong dăm chục năm nữa sẽ là nguồn chủ yếu cung cấp năng lượng cho nhân loại, khi toàn bộ nguồn dầu, khí, than đá và uranium đã cạn kiệt. Ước tính mỗi năm toàn thế giới cần 100 tấn He-3, nhưng Trái Đất chỉ có 15 tấn; trữ lượng He-3 trên Mặt Trăng chừng 1-5 triệu tấn, đủ để cấp điện cho toàn nhân loại trong vài chục nghìn năm. Mặt Trăng còn có trữ lượng lớn các khoáng sản khác như titan, sắt … Vì Mặt Trăng không có không khí, gió bão, mưa … làm môi trường bị biến đổi, cho nên còn giữ được tình trạng nguyên khai, do đó từ Mặt Trăng có thể dễ dàng nghiên cứu nguồn gốc Trái Đất. Nhiều nước còn đặt mục tiêu lập căn cứ trên Mặt Trăng để chế tạo một số vật liệu cần điều kiện chân không hoặc tuyệt đối không ô nhiễm …, và làm nơi cư trú lâu dài để khai thác khoáng sản, chế tạo vật liệu và lắp ráp tên lửa phóng lên sao Hỏa – vì từ đây đi sao Hỏa sẽ đỡ tốn kém rất nhiều (do sức hút nhỏ). Từ trên Mặt Trăng quan sát sự biến đổi của Trái Đất sẽ rất thuận tiện vì có thể bao quát toàn Trái Đất, nhất là sự ấm lên của khí hậu, lỗ thủng tầng ô-zôn, khả năng tiểu hành tinh va chạm với Trái Đất …

Nguyên Hải