Vài thập kỷ trước, trong cuộc đua không gian đầy hấp dẫn giữa Liên Xô cũ và Hoa Kỳ, toàn thế giới đã trải qua khoảnh khắc Sputnik khi vệ tinh nhân tạo đầu tiên bay quanh Trái đất.
Việc phóng Sputnik 1 vào ngày 4 tháng 10 năm 1957 đã làm dấy lên lo lắng ở Hoa Kỳ, và càng trở nên khó chịu hơn bởi sự thất bại đáng xấu hổ và nhục nhã vào cuối năm đó của vụ phóng vệ tinh đầu tiên của Hoa Kỳ khi tên lửa Vanguard của Hải quân Hoa Kỳ "kaputnik" khi tên lửa đẩy bị lật và phát nổ.
Một cuộc giải cứu đầy cảm xúc cho nước Mỹ đã diễn ra thông qua vệ tinh nhân tạo đầu tiên của Hoa Kỳ. Explorer 1 đã được Quân đội đưa vào không gian vào ngày 31 tháng 1 năm 1958. Tuy nhiên, bất chấp những trở ngại, Vanguard 1 đã đạt đến quỹ đạo vào ngày 17 tháng 3 năm 1958 với tư cách là vệ tinh thứ hai của Hoa Kỳ.
Và đoán xem? Trong khi Explorer 1 quay trở lại bầu khí quyển của Trái đất vào năm 1970, vệ tinh siêu nhỏ Vanguard 1 của Phòng thí nghiệm nghiên cứu Hải quân (NRL) vẫn ở đó. Nó vừa kỷ niệm 67 năm bay quanh hành tinh của chúng ta.
NRL vẫn là chủ sở hữu của vật thể này và là đơn vị phát triển công nghệ của nó. Vanguard 1 là vệ tinh đầu tiên tạo ra năng lượng bằng pin mặt trời.
Ngày nay, vệ tinh này đang ở quỹ đạo hình elip với cận điểm của nó cách Trái đất khoảng 410 dặm (660 km), vươn ra tới viễn điểm cách Trái đất khoảng 2.375 dặm (3.822 km), với độ nghiêng 34,25 độ.
Nhóm nghiên cứu đã lưu ý rằng việc thu hồi vệ tinh quay quanh lâu đời nhất của bất kỳ quốc gia nào sẽ không dễ dàng, nhưng xứng đáng để nghiên cứu thêm vào năm ngoái tại một hội nghị khoa học và công nghệ do Viện Hàng không và Du hành vũ trụ Hoa Kỳ tài trợ.
Nhóm nghiên cứu giải thích rằng Vanguard 1 là một viên nang thời gian của Kỷ nguyên Không gian. Khái niệm về sự phục hồi do nhóm đưa ra là của riêng họ, không nhất thiết phản ánh quan điểm của tổ chức của họ, Booz Allen Hamilton, một công ty công nghệ tiên tiến hàng đầu xử lý một loạt các vấn đề quan trọng về quốc phòng, dân sự và an ninh quốc gia.
"Chúng tôi không phải là những người đầu tiên có ý tưởng này, và chúng tôi hy vọng chúng tôi sẽ không phải là những người cuối cùng", Bille nói với Space.com. "Nhưng chúng tôi sẽ phải chờ xem liệu bất kỳ thực thể nào có đủ khả năng cần thiết có quyết định rằng giá trị đối với họ có xứng đáng với chi phí bỏ ra hay không".
Như người ta mong đợi, vệ tinh cũ không còn truyền tín hiệu nữa, nhưng nơi ở của nó vẫn được biết đến.
"Đúng vậy, vệ tinh đã ngừng hoạt động vào năm 1964", Bille nói, "khi sản lượng của các tế bào năng lượng mặt trời giảm xuống dưới mức công suất cần thiết để chạy máy phát". Ông nói thêm rằng dữ liệu theo dõi công khai cho thấy vị trí và quỹ đạo của Vanguard 1, thông tin có thể được sử dụng để nhắm mục tiêu vào các cảm biến có độ phân giải cao hơn.
Những cảm biến đó có thể xác định xem vệ tinh có còn nguyên vẹn không và xác nhận trạng thái quay hoặc lộn nhào của nó.
"Nghiên cứu của chúng tôi chỉ ra mối quan tâm có thể có đối với tình trạng của các tế bào năng lượng mặt trời, pin và kim loại, cùng với hồ sơ về các vụ va chạm của thiên thạch nhỏ hoặc mảnh vỡ trong một thời gian dài như vậy", Bille trả lời. "Đây sẽ là một kỷ lục về việc thu hồi một tàu vũ trụ bị lộ."
Bille và các đồng nghiệp đã tìm ra các lựa chọn cho các nhiệm vụ và tải trọng bằng cách sử dụng công nghệ có thể kiểm tra an toàn và nếu muốn, thu hồi vệ tinh để nghiên cứu, sau đó trưng bày như một công trình khảo cổ học du hành vũ trụ.
Vanguard 1 có thể được đưa vào quỹ đạo thấp hơn để thu hồi, ví dụ, hoặc được đưa đến Trạm vũ trụ quốc tế để đóng gói lại để đưa về Trái đất. Sau khi nghiên cứu, cựu chiến binh của không gian và thời gian này sẽ tạo nên một cuộc triển lãm tuyệt vời tại Bảo tàng Hàng không & Không gian Quốc gia Smithsonian.
Nhưng có một thách thức lớn là phải tiếp cận gần với Vanguard 1 nặng ba pound (1,46 kg). Đây là một vệ tinh nhỏ, một quả cầu nhôm dài 15 cm với ăng-ten dài 91 cm. Đây sẽ là một tình trạng tinh tế, 'cẩn thận khi xử lý'.
Theo nhóm nghiên cứu, có lẽ một nhà tài trợ tư nhân có lợi ích lịch sử hoặc từ thiện có thể chi trả hóa đơn phục hồi. Hãy nhớ rằng doanh nhân Jared Isaacman đã tự tài trợ cho các chuyến đi không gian bằng cách sử dụng một khoang tàu SpaceX, thậm chí còn thực hiện chuyến đi bộ ngoài không gian dân sự đầu tiên. Ông cũng đề xuất một nhiệm vụ đi dạo đến Kính viễn vọng Không gian Hubble.
Sau đó, có Jeff Bezos giàu có của Blue Origin đã ủng hộ việc thu hồi động cơ Saturn V của chương trình Apollo từ Đại Tây Dương để trưng bày trong bảo tàng.
Một trong số đó là khả năng phát triển và trình diễn các dịch vụ định vị lại không gian do ngành công nghiệp cung cấp.
"Đối với các kỹ sư vật liệu và nhà sử học vũ trụ, đây sẽ là cơ hội học tập không gì sánh bằng", Bille và các thành viên nghiên cứu lập luận. "Việc thu hồi Vanguard 1 sẽ là một thách thức, nhưng là một bước tiến có thể đạt được và vô giá đối với toàn bộ cộng đồng không gian Hoa Kỳ."
Tương tự như vậy là Bill Raynor, phó giám đốc bộ phận kỹ thuật tàu vũ trụ của Phòng thí nghiệm nghiên cứu hải quân.
— 'Khảo cổ học phi hành gia' có thể cải thiện thiết kế trạm vũ trụ. Đây là cách
— Khảo cổ học trên mặt trăng: Làm thế nào để bảo quản các hiện vật du hành vũ trụ từ thời Apollo
— Khảo cổ học trên ISS? Các nhà khoa học nghiên cứu cách các phi hành gia sử dụng và lưu trữ đồ đạc trong không gian
Trong khi Vanguard-1 im lặng vào tháng 5 năm 1964, Raynor cho biết kể từ thời điểm đó, quỹ đạo 133 phút của vệ tinh đã được theo dõi bởi một mạng lưới các cảm biến giám sát không gian quang học và tiếp tục là mối quan tâm khoa học cho đến ngày nay.
"Kết quả theo dõi quỹ đạo của Vanguard-1 đã cung cấp phần lớn dữ liệu ban đầu hỗ trợ cho việc khám phá và ước tính độ dẹt của Trái đất, tương tự như hình quả lê", Raynor nói với Space.com.
Nếu Vanguard 1 được thu hồi và đưa trở lại Trái đất, chúng ta có thể thu thập được bao nhiêu từ quá trình tiếp xúc lâu dài của nó?
"Đối với các nhà khoa học và kỹ sư về tác động của vật chất và bức xạ", Raynor nói thêm, "đây sẽ là cơ hội chưa từng có để nghiên cứu các tác động của việc tiếp xúc lâu dài với môi trường không gian".
Việc phóng Sputnik 1 vào ngày 4 tháng 10 năm 1957 đã làm dấy lên lo lắng ở Hoa Kỳ, và càng trở nên khó chịu hơn bởi sự thất bại đáng xấu hổ và nhục nhã vào cuối năm đó của vụ phóng vệ tinh đầu tiên của Hoa Kỳ khi tên lửa Vanguard của Hải quân Hoa Kỳ "kaputnik" khi tên lửa đẩy bị lật và phát nổ.
Một cuộc giải cứu đầy cảm xúc cho nước Mỹ đã diễn ra thông qua vệ tinh nhân tạo đầu tiên của Hoa Kỳ. Explorer 1 đã được Quân đội đưa vào không gian vào ngày 31 tháng 1 năm 1958. Tuy nhiên, bất chấp những trở ngại, Vanguard 1 đã đạt đến quỹ đạo vào ngày 17 tháng 3 năm 1958 với tư cách là vệ tinh thứ hai của Hoa Kỳ.
Và đoán xem? Trong khi Explorer 1 quay trở lại bầu khí quyển của Trái đất vào năm 1970, vệ tinh siêu nhỏ Vanguard 1 của Phòng thí nghiệm nghiên cứu Hải quân (NRL) vẫn ở đó. Nó vừa kỷ niệm 67 năm bay quanh hành tinh của chúng ta.
NRL vẫn là chủ sở hữu của vật thể này và là đơn vị phát triển công nghệ của nó. Vanguard 1 là vệ tinh đầu tiên tạo ra năng lượng bằng pin mặt trời.
Ngày nay, vệ tinh này đang ở quỹ đạo hình elip với cận điểm của nó cách Trái đất khoảng 410 dặm (660 km), vươn ra tới viễn điểm cách Trái đất khoảng 2.375 dặm (3.822 km), với độ nghiêng 34,25 độ.
Có thể thu hồi được không?
Một nhóm gồm các kỹ sư hàng không vũ trụ, nhà sử học và nhà văn gần đây đã đề xuất các phương án "hướng dẫn" để quan sát cận cảnh và có thể thu hồi được Vanguard 1.Nhóm nghiên cứu đã lưu ý rằng việc thu hồi vệ tinh quay quanh lâu đời nhất của bất kỳ quốc gia nào sẽ không dễ dàng, nhưng xứng đáng để nghiên cứu thêm vào năm ngoái tại một hội nghị khoa học và công nghệ do Viện Hàng không và Du hành vũ trụ Hoa Kỳ tài trợ.
Nhóm nghiên cứu giải thích rằng Vanguard 1 là một viên nang thời gian của Kỷ nguyên Không gian. Khái niệm về sự phục hồi do nhóm đưa ra là của riêng họ, không nhất thiết phản ánh quan điểm của tổ chức của họ, Booz Allen Hamilton, một công ty công nghệ tiên tiến hàng đầu xử lý một loạt các vấn đề quan trọng về quốc phòng, dân sự và an ninh quốc gia.
Vệ tinh im lặng
Matt Bille, một nhà phân tích nghiên cứu hàng không vũ trụ của Booz Allen tại Colorado Springs, Colorado đã lãnh đạo Vanguard 1 nghiên cứu kịch bản cứu hộ."Chúng tôi không phải là những người đầu tiên có ý tưởng này, và chúng tôi hy vọng chúng tôi sẽ không phải là những người cuối cùng", Bille nói với Space.com. "Nhưng chúng tôi sẽ phải chờ xem liệu bất kỳ thực thể nào có đủ khả năng cần thiết có quyết định rằng giá trị đối với họ có xứng đáng với chi phí bỏ ra hay không".
Như người ta mong đợi, vệ tinh cũ không còn truyền tín hiệu nữa, nhưng nơi ở của nó vẫn được biết đến.
"Đúng vậy, vệ tinh đã ngừng hoạt động vào năm 1964", Bille nói, "khi sản lượng của các tế bào năng lượng mặt trời giảm xuống dưới mức công suất cần thiết để chạy máy phát". Ông nói thêm rằng dữ liệu theo dõi công khai cho thấy vị trí và quỹ đạo của Vanguard 1, thông tin có thể được sử dụng để nhắm mục tiêu vào các cảm biến có độ phân giải cao hơn.
Những cảm biến đó có thể xác định xem vệ tinh có còn nguyên vẹn không và xác nhận trạng thái quay hoặc lộn nhào của nó.
Tàu vũ trụ bị lộ
Nếu Vanguard 1 được thu hồi và đưa trở lại Trái đất, thì có thể thu thập được bao nhiêu thông tin từ quá trình kiểm tra cận cảnh?"Nghiên cứu của chúng tôi chỉ ra mối quan tâm có thể có đối với tình trạng của các tế bào năng lượng mặt trời, pin và kim loại, cùng với hồ sơ về các vụ va chạm của thiên thạch nhỏ hoặc mảnh vỡ trong một thời gian dài như vậy", Bille trả lời. "Đây sẽ là một kỷ lục về việc thu hồi một tàu vũ trụ bị lộ."
Bille và các đồng nghiệp đã tìm ra các lựa chọn cho các nhiệm vụ và tải trọng bằng cách sử dụng công nghệ có thể kiểm tra an toàn và nếu muốn, thu hồi vệ tinh để nghiên cứu, sau đó trưng bày như một công trình khảo cổ học du hành vũ trụ.
Vanguard 1 có thể được đưa vào quỹ đạo thấp hơn để thu hồi, ví dụ, hoặc được đưa đến Trạm vũ trụ quốc tế để đóng gói lại để đưa về Trái đất. Sau khi nghiên cứu, cựu chiến binh của không gian và thời gian này sẽ tạo nên một cuộc triển lãm tuyệt vời tại Bảo tàng Hàng không & Không gian Quốc gia Smithsonian.
Xử lý cẩn thận
Nhóm nghiên cứu giải thích rằng một tổ chức dẫn đầu chưa được xác định có thể đóng vai trò là Cơ quan quản lý sứ mệnh Vanguard (VMA). Nhiệm vụ chung sẽ được chia thành hai giai đoạn: Đầu tiên, chụp ảnh Vanguard 1 để tìm hiểu tình trạng của nó trước khi đưa ra quyết định thu hồi. Nếu được thử, thì quá trình phục hồi thực tế của vệ tinh sẽ diễn ra.Nhưng có một thách thức lớn là phải tiếp cận gần với Vanguard 1 nặng ba pound (1,46 kg). Đây là một vệ tinh nhỏ, một quả cầu nhôm dài 15 cm với ăng-ten dài 91 cm. Đây sẽ là một tình trạng tinh tế, 'cẩn thận khi xử lý'.
Theo nhóm nghiên cứu, có lẽ một nhà tài trợ tư nhân có lợi ích lịch sử hoặc từ thiện có thể chi trả hóa đơn phục hồi. Hãy nhớ rằng doanh nhân Jared Isaacman đã tự tài trợ cho các chuyến đi không gian bằng cách sử dụng một khoang tàu SpaceX, thậm chí còn thực hiện chuyến đi bộ ngoài không gian dân sự đầu tiên. Ông cũng đề xuất một nhiệm vụ đi dạo đến Kính viễn vọng Không gian Hubble.
Sau đó, có Jeff Bezos giàu có của Blue Origin đã ủng hộ việc thu hồi động cơ Saturn V của chương trình Apollo từ Đại Tây Dương để trưng bày trong bảo tàng.
Cơ hội học tập
Việc đưa Vanguard 1 về nhà hấp dẫn vì một số lý do.Một trong số đó là khả năng phát triển và trình diễn các dịch vụ định vị lại không gian do ngành công nghiệp cung cấp.
"Đối với các kỹ sư vật liệu và nhà sử học vũ trụ, đây sẽ là cơ hội học tập không gì sánh bằng", Bille và các thành viên nghiên cứu lập luận. "Việc thu hồi Vanguard 1 sẽ là một thách thức, nhưng là một bước tiến có thể đạt được và vô giá đối với toàn bộ cộng đồng không gian Hoa Kỳ."
Tương tự như vậy là Bill Raynor, phó giám đốc bộ phận kỹ thuật tàu vũ trụ của Phòng thí nghiệm nghiên cứu hải quân.
— 'Khảo cổ học phi hành gia' có thể cải thiện thiết kế trạm vũ trụ. Đây là cách
— Khảo cổ học trên mặt trăng: Làm thế nào để bảo quản các hiện vật du hành vũ trụ từ thời Apollo
— Khảo cổ học trên ISS? Các nhà khoa học nghiên cứu cách các phi hành gia sử dụng và lưu trữ đồ đạc trong không gian
Trong khi Vanguard-1 im lặng vào tháng 5 năm 1964, Raynor cho biết kể từ thời điểm đó, quỹ đạo 133 phút của vệ tinh đã được theo dõi bởi một mạng lưới các cảm biến giám sát không gian quang học và tiếp tục là mối quan tâm khoa học cho đến ngày nay.
"Kết quả theo dõi quỹ đạo của Vanguard-1 đã cung cấp phần lớn dữ liệu ban đầu hỗ trợ cho việc khám phá và ước tính độ dẹt của Trái đất, tương tự như hình quả lê", Raynor nói với Space.com.
Nếu Vanguard 1 được thu hồi và đưa trở lại Trái đất, chúng ta có thể thu thập được bao nhiêu từ quá trình tiếp xúc lâu dài của nó?
"Đối với các nhà khoa học và kỹ sư về tác động của vật chất và bức xạ", Raynor nói thêm, "đây sẽ là cơ hội chưa từng có để nghiên cứu các tác động của việc tiếp xúc lâu dài với môi trường không gian".