'Đó là một phép màu.' Những câu chuyện kỳ thú về tàu vũ trụ chết đã sống lại

theanh

Administrator
Nhân viên
Cỗ máy kim loại di chuyển lặng lẽ trong không gian, cao hơn Trái đất xanh. Điện không còn chạy qua dây của nó nữa, các thiết bị của nó đã chết với vũ trụ bên ngoài, và ăng-ten liên lạc của nó cũng im bặt. Về mọi mặt và mục đích, nó đã chết, và hầu như mọi người ở nhà đã từ bỏ nó.

Gần như tất cả mọi người.

Mặc dù những tàn tích cuối cùng của pin đã cạn kiệt, đột nhiên, từ đâu đó, có một tia sáng của sự sống. Như một sự bảo vệ, máy tính của nó được giao nhiệm vụ khởi động lại tàu vũ trụ khi pin đã cạn — luôn có nhiều năng lượng hơn để thu thập từ các mảng năng lượng mặt trời của nó. Đột nhiên, các hệ thống phụ khác nhau của vệ tinh nhỏ bắt đầu thức dậy. Máy tính bay được kích hoạt lại, các bánh xe phản ứng bắt đầu quay, các thiết bị bắt đầu cảm biến và ăng-ten vô tuyến của nó bắt đầu phát sóng một lần nữa.
Tất cả chúng tôi đều vui mừng! Đó là một phép màu."
CIRBE (Thí nghiệm Electron Vành đai Bức xạ Bên trong Colorado) là một vệ tinh cubesat 3 đơn vị được phóng vào tháng 4 năm 2023 để theo dõi các hạt tích điện trong vành đai bức xạ Van Allen bên trong. Nó thành công đến mức NASA đã gia hạn sau khi nhiệm vụ danh nghĩa kéo dài 4 tháng của nó kết thúc, nhưng vào ngày 15 tháng 4, có điều gì đó đã xảy ra với vệ tinh nhỏ này khi nó bay vòng quanh cách đầu chúng ta 316 dặm (509 km).

Nó tối sầm lại. Và mọi người đều nghĩ rằng thế là hết.

“Tất cả chúng tôi đều thất vọng – chúng tôi chỉ có thể nghĩ tích cực rằng các phép đo độ phân giải năng lượng cao của chúng tôi đã cung cấp rất nhiều dữ liệu chất lượng cao", Xinlin Li, nhà nghiên cứu chính của CIRBE tại Đại học Colorado vào thời điểm đó, đã nói với Space.com trong một cuộc phỏng vấn.

Sau đó, các cơn bão Mặt trời tháng 5 năm 2024 bùng phát từ mặt trời, một dòng các hạt tích điện đập vào Từ trường của Trái đất tạo ra một cơn bão địa từ mạnh mẽ và thay đổi vành đai Van Allen, đây chính là loại thứ mà CIRBE được thiết kế để đo lường. Tuy nhiên, CIRBE vẫn chưa xuất hiện. Khi ánh sáng cực quang lấp lánh trên bầu trời khắp thế giới vào đêm ngày 10 tháng 5, bạn bè và đồng nghiệp của Li đã mạo hiểm ra ngoài để ngắm màn trình diễn ánh sáng thiên thể.

Nhưng Li thì không.

CIRBE lại tiếp tục​


63okc6ykmgmAzvr8xqiMKV-1200-80.jpg



Biết được những gì họ đã bỏ lỡ khi không có CIRBE theo dõi tác động của cơn bão, Li cảm thấy tinh thần mình sa sút. "Tôi không còn tâm trạng để đi xem cực quang nữa", anh nói.

Thay vào đó, ngày nào anh cũng kiểm tra trang web SatNog cung cấp dữ liệu đo từ xa qua vệ tinh trực tiếp, mong CIRBE hoạt động trở lại. Hy vọng của anh không phải là hoàn toàn vô căn cứ. Sứ mệnh chị em của CIRBE từ thập kỷ trước là CSSWE, Thí nghiệm thời tiết không gian của sinh viên Colorado. Thí nghiệm này được phóng vào năm 2012 trước khi im lặng vào ngày 13 tháng 3 năm 2013 trong ba tháng trước khi hoạt động trở lại. Tuy nhiên, trong trường hợp của CSSWE, một sự cố đã biết trong hệ thống liên lạc của nó đã gây ra tình trạng mất sóng vô tuyến và "chế độ Phoenix" tích hợp cho phép nó khởi động lại sau khi pin cạn.

Tuy nhiên, bất kể căn bệnh nào đã ảnh hưởng đến CIRBE thì vẫn là một bí ẩn. Li đoán rằng đó là một loại hỏng hóc nào đó trong bộ nhớ flash của tàu vũ trụ và Li chỉ có thể hy vọng rằng vệ tinh sẽ khởi động lại. Sau đó, vào ngày 23 tháng 5, đột nhiên Li nhìn thấy một tín hiệu từ CIRBE.

"Nó đã hoạt động trở lại trong hai ngày rưỡi trước khi lại im lặng", Li nói. "Chúng tôi vẫn không biết tại sao".

Li không từ bỏ hy vọng và vào ngày 10 tháng 6, CIRBE đã gọi điện về nhà một lần nữa và lần này nó đã quay trở lại để ở lại. Vâng, cho đến khi quỹ đạo của nó suy yếu và nó quay trở lại bầu khí quyển vào ngày 4 tháng 10, bùng cháy trong vinh quang.

"Tất cả chúng tôi đều vui mừng!" Li nói về sự trở lại hoạt động của CIRBE. "Đó là một phép màu."

Than ôi, phép màu không thể kéo dài. Các cơn bão mặt trời đã làm nóng khí quyển trên của Trái đất, khiến nó phồng lên và tăng lực cản khí quyển lên vệ tinh cubesat. Đây chính là điều cuối cùng dẫn đến sự diệt vong của nó — chính là thứ mà CIRBE được gửi lên đó để nghiên cứu.

"Mỗi lần chúng tôi gặp phải một cơn bão từ dữ dội, chúng tôi lại có cảm giác vừa ngọt vừa đắng," Li nói. "Chúng tôi đã quan sát các đặc điểm động trong vành đai bức xạ và ghi lại những hiện tượng mới, nhưng đồng thời chúng tôi cũng thấy độ cao của CIRBE giảm nhanh chóng trong mỗi cơn bão."

Một 'HÌNH ẢNH' để lưu giữ​


fqfRzwiQixck3BfcizeQFm-1200-80.jpg



Ít nhất thì CIRBE cũng đã hồi sinh đủ nhanh để phát hiện ra hai vành đai bức xạ mới và tạm thời được hình thành bởi dòng hạt tích điện từ các cơn bão Mặt Trời, nằm ở vùng "khe" giữa hai vành đai Van Allen. Một số nhiệm vụ được biết đến là mất nhiều năm lơ lửng giữa sự sống và cái chết trước khi kích hoạt lại.

Hãy lấy Imager for Magnetopause-to-Aurora Global Exploration (IMAGE) của NASA làm ví dụ, tàu vũ trụ này được phóng vào năm 2000. Giống như CIRBE, IMAGE được thiết kế để nghiên cứu tác động của bão mặt trời lên từ quyển của Trái đất. Trong năm năm, nó đã cung cấp dữ liệu tuyệt vời cho đến một ngày vào tháng 12 năm 2005, nó đột nhiên dừng lại.

Khi IMAGE được cho là đã chết, nhóm thực hiện nhiệm vụ của nó đã chuyển sang các dự án khác. Nhiều năm sau, vào tháng 1 năm 2018, một điều phi thường đã xảy ra: IMAGE đã trở lại.

Tín hiệu của nó đã được nhà thiên văn học vô tuyến nghiệp dư tên là Scott Tilley tình cờ phát hiện, khi đó ông đang tìm kiếm một vệ tinh quân sự bị mất của Hoa Kỳ. Ông đã liên lạc với Richard Burley, giám đốc sứ mệnh của IMAGE tại Trung tâm bay không gian Goddard của NASA, người đã vô cùng kinh ngạc trước tin tức này.

Burley và nhóm của ông tại NASA đã bắt đầu thiết lập lại liên lạc để xác nhận rằng đó thực sự là IMAGE và xác định mã tín hiệu là ID 166 của IMAGE. Khi giành lại quyền kiểm soát tàu vũ trụ, họ đã phát hiện ra một điều đáng chú ý: các thiết bị điện tử đã bị hư hỏng vào năm 2004 do một cú đánh tia vũ trụ — hay những gì Burley nói rằng NASA gọi là "Sự cố đột ngột đơn lẻ" hay SEU.

Bộ phận phân phối điện của IMAGE, hay PDU, có hai mặt, mặt A và mặt B. "Đó là phần dư thừa duy nhất của IMAGE", Burley nói với Space.com.

SEU đã loại bỏ mặt A của PDU, buộc các kỹ thuật viên phải chuyển sang mặt B của nó. Tuy nhiên, khi liên lạc được thiết lập lại vào năm 2018, PDU đã trở lại mặt A hoạt động hoàn toàn. Điều này chỉ có thể xảy ra nếu IMAGE khởi động lại hệ thống của mình. Hóa ra, nó đã làm điều đó rất nhiều lần.
CÂU CHUYỆN LIÊN QUAN:
— Xem một vệ tinh Trung Quốc đã chết cháy thành một quả cầu lửa sáng chói trên bầu trời đêm (video)

— Vệ tinh NASA đã chết rơi xuống Trái đất trên sa mạc Sahara

— Một vệ tinh NASA đã chết từ những năm 1980 vừa rơi xuống Trái đất để gặp demise

Sau khi điều tra kỹ lưỡng, Burley và nhóm IMAGE đã có thể tìm ra điều gì đã xảy ra. Tia vũ trụ đã làm hỏng PDU đến mức nó bắt đầu nghĩ rằng nguồn điện vẫn truyền đến bộ đáp vô tuyến của nó, trong khi thực tế thì không. Đây là nguyên nhân gây ra sự cố mất điện ban đầu vào năm 2005.

"Tàu vũ trụ có 'thời gian chờ giám sát lệnh'", Burley cho biết. "Điều này được thiết kế vào máy tính để nếu nó không nhận được lệnh nào trong khoảng thời gian được lập trình trước, nó sẽ khởi động lại máy tính của tàu vũ trụ".

Đối với IMAGE, khoảng thời gian được lập trình trước này là 72 giờ. Tuy nhiên, việc khởi động lại không thiết lập lại PDU, vì vậy mỗi lần IMAGE khởi động lại, nó nghĩ rằng bộ đáp của nó vẫn hoạt động khi nó không hoạt động.

Vì nó không nhận được bất kỳ thông tin liên lạc nào từ Trái đất, nơi mọi người đều nghĩ rằng IMAGE đã chết, nên tàu vũ trụ liên tục khởi động lại sau mỗi 72 giờ trong 13 năm dài và không đi đến đâu với nó, giống như nó bị mắc kẹt trong một loại luyện ngục địa ngục nào đó, một Ngày Groundhog của tàu vũ trụ.

Ở một nơi nào đó trên đường đi, PDU tự thiết lập lại, tự chuyển trở lại mặt A của nó trong quá trình này và năng lượng bắt đầu chảy một lần nữa đến bộ đáp để cuối cùng nó có thể gọi về nhà. Theo một cách nào đó, nó giống như nạn nhân của một cơn đột quỵ mất khả năng cử động một nửa cơ thể hoặc nói chuyện, chỉ để lấy lại khả năng đó sau đó rất lâu.

Burley nói rằng các vụ tấn công của tia vũ trụ vào tàu vũ trụ là những sự kiện phổ biến và thông thường các giao thức phát hiện và sửa lỗi trên tàu có thể sửa các lỗi bit đơn, chẳng hạn như 0 bị đảo ngược thành 1 hoặc ngược lại. "Lỗi đa bit gây ra nhiều vấn đề hơn", Burley nói, và đó chính là điều đã xảy ra với IMAGE.

"Hóa ra hai tàu vũ trụ Goddard khác của NASA cũng gặp phải những bất thường tương tự ở SSPC [bộ điều khiển nguồn điện thể rắn, là một phần của PDU]", Burley cho biết. May mắn thay trong hai trường hợp còn lại, thiệt hại không làm hỏng bộ đáp ứng của chúng, do đó vẫn có thể liên lạc để chẩn đoán và khắc phục các sự cố phát sinh. Tất cả các SSPC bị ảnh hưởng đều đến từ cùng một lô được tôi luyện đủ để chống lại bức xạ để chống lại các cuộc tấn công của tia vũ trụ.

Đối với IMAGE, tất cả thời gian ở một mình trong không gian đã không mang lại lợi ích gì cho nó. Vào ngày 24 tháng 2 năm 2018, NASA lại mất liên lạc với IMAGE và khi bắt được tín hiệu của nó thì tín hiệu yếu. Điều này kéo dài cho đến tháng 5 năm 2018, khi nó bắt đầu phát sóng lớn một lần nữa, nhưng không chấp nhận tất cả các lệnh được gửi qua trung tâm điều khiển nhiệm vụ. Ngoài ra còn có vấn đề trong việc tìm phần cứng để chạy các chương trình máy tính được viết vào đầu thế kỷ có thể cho phép kiểm soát tốt hơn tàu vũ trụ và phân tích dữ liệu đo từ xa của nó. Lần cuối cùng nghe thấy IMAGE là tháng 8. 28, 2018.

Giấc ngủ dài trong không gian​


hqy4Br7vJXXVDkf2FjPwYf-1200-80.jpg



Ví dụ về CIRBE và IMAGE là những lần tắt máy không theo kế hoạch, nhưng ngày càng có nhiều tàu vũ trụ được cố tình đưa vào chế độ ngủ đông. Điều này chủ yếu được thực hiện để tiết kiệm năng lượng và chức năng trong một chuyến đi dài — ví dụ, Jupiter Icy Moons Explorer của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu sẽ dành phần lớn chuyến hành trình kéo dài tám năm đến Jupiter ở chế độ ngủ đông, sau đó khi đến nơi, nó sẽ được hồi sinh để nghiên cứu các vệ tinh đóng băng của hành tinh khổng lồ này là Europa, GanymedeCallisto.

Tàu vũ trụ đầu tiên được đưa vào chế độ ngủ đông là sứ mệnh Giotto của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu. Sau cuộc gặp gỡ lịch sử với sao chổi Halley vào năm 1986, Giotto đã bị tắt để dành cho cuộc gặp gỡ đã lên kế hoạch với một sao chổi khác, có tên là Grigg–Skjellerup. Giotto được đánh thức lại vào ngày 2 tháng 7 năm 1990 để bay qua Trái đất và có được một chiếc ná hấp dẫn để đưa nó đến sao chổi hai nòng, nơi nó chạm trán vào ngày 10 tháng 7 năm 1992. Mười ba ngày sau, Giotto lại bị tắt và cuối cùng được phép nghỉ ngơi.

Giữ vững sự KHÔN NGOAN​

Đôi khi, tàu vũ trụ được cố tình nhưng bất ngờ hồi sinh từ cõi chết. Hãy xem Wide-field Infrared Survey Explorer của NASA. Được phóng vào năm 2009 để khảo sát toàn bộ bầu trời bằng ánh sáng hồng ngoại, nó cần chất làm mát để giữ cho các thiết bị của nó lạnh và ngăn tiếng ồn nhiệt từ tàu vũ trụ lấn át các photon hồng ngoại yếu ớt chiếu vào quang học của nó. Khi chất làm mát của nó hết vào tháng 9 năm 2010, NASA đã duy trì WISE trong vài tháng dưới một hình thức mới — NEOWISE — để săn lùng các vật thể gần Trái đất (NEO) có thể nhìn thấy ở các bước sóng hồng ngoại ấm hơn mà không cần chất làm mát để tàu vũ trụ phát hiện ra chúng. NEOWISE đã ngừng hoạt động vào tháng 2 năm 2011.

Vụ nổ trên không Chelyabinsk, xảy ra khi một tiểu hành tinh nhỏ xâm nhập vào bầu khí quyển Trái đất và phát nổ trên một thành phố của Nga vào tháng 2 năm 2013, đã làm kinh động nhiều nhà thiên văn học, cơ quan vũ trụ và chính phủ, và một phần để ứng phó với sự kiện đầy kịch tính này, NASA đã kích hoạt lại NEOWISE vào tháng 9 năm 2013. NEOWISE sau đó đã dành 11 năm để săn lùng thành công các tiểu hành tinh và sao chổi, bao gồm cả sao chổi sáng nhất có thể quan sát bằng mắt thường vào năm 2020 C/2020 F3 NEOWISE.

NEOWISE cuối cùng đã kết thúc chuyến công tác thứ hai vào tháng 8 năm 2024 và bị bỏ lại để cháy rụi trong bầu khí quyển của Trái đất vào ngày 1 tháng 11 năm 2024.


nQi9KGKaPq9g4wze8CVgNA-1200-80.jpg


Câu chuyện về ISEE-3​

Không phải tất cả các tàu vũ trụ đều thức dậy sau thời kỳ ngủ đông thành công như NEOWISE hay Giotto. Quay trở lại năm 1978, NASA đã phóng tàu vũ trụ ISEE-3, sau đó được đổi tên thành International Cometary Explorer. Yêu cầu chính để nổi tiếng của nó là trở thành tàu vũ trụ đầu tiên bay gần một sao chổi, bay qua trong phạm vi 4.800 dặm (7.800 km) của nhân sao chổi Giacobini–Zinner và đi qua đuôi plasma của sao chổi này và thực hiện các phép đo vào tháng 9 năm 1985. Nó tiếp tục hoạt động cho đến năm 1997; NASA đã kiểm tra lại nó một lần nữa trong thời gian ngắn vào năm 1999 và 2008 trước khi bỏ nó lại đó.


zZF5CGQcVMx8nRjSMLwNdm-1200-80.jpg



Sau đó, vào năm 2014, một nhóm những người đam mê không gian độc lập đã được NASA cấp phép tái kích hoạt tàu vũ trụ và vào ngày 29 tháng 5 năm đó, họ đã thiết lập lại liên lạc hai chiều với tàu. Họ đã cố gắng khởi động một số động cơ đẩy của tàu, nhưng chẳng mấy chốc, những lần khởi động động cơ đẩy đó bắt đầu không thành công do áp suất nitơ trong các bình nhiên liệu trên tàu giảm. Lần liên lạc cuối cùng là vào ngày 16 tháng 9 năm 2014.

Đó là một ý tưởng hay — nếu thành công, nó có thể mở ra cánh cửa hồi sinh các vệ tinh đã nghỉ hưu khác, nhưng điều đó cho thấy rằng trở thành một thầy pháp trên tàu vũ trụ không phải là điều dễ dàng. Và như CIRBE và IMAGE đã chứng minh, đôi khi chính tàu vũ trụ tự tạo ra phép thuật của riêng nó.
 
Back
Bên trên