“Thám hiểm” nhà máy chế tạo vệ tinh

Không phải ai cũng biết các kính viễn vọng không gian, vệ tinh của Mỹ được chế tạo ở đâu và cũng không dễ dàng “thám hiểm” các nhà máy này. Theo tạp chí Popular Science, một công ty chuyên sản xuất các thiết bị không gian “thứ dữ” chính là Ball Aerospace & Technologies Corp. ở Boulder, bang Colorado (Mỹ). Đây là nơi chế tạo nhiều thiết bị không gian như kính viễn vọng Kepler, phần lớn kính viễn vọng Hubble, các vệ tinh thám hiểm lỗ thủng tầng ozone, vệ tinh cung cấp hình ảnh cho bản đồ Google Earth...

  • Từ kính viễn vọng không gian...
Lắp ráp kính viễn vọng Kepler

Ball là nhà thầu chính chế tạo kính viễn vọng không gian Kepler, đã được phóng lên ngày 6-3-2009. Kepler sẽ ở trên không gian 3 năm rưỡi, quan sát khoảng 100.000 ngôi sao để săn tìm các hành tinh “chị em” của trái đất. Cùng những thiết bị mới được NASA đưa lên nâng cấp kính viễn vọng Hubble, kính viễn vọng Kepler là thứ mới nhất do Ball chế tạo đã được đưa lên không gian.

Trong việc chế tạo kính viễn vọng không gian James Webb (JWST), sẽ kế tục kính Hubble, Ball là nhà thầu phụ của Tập đoàn Northrop Grumman Aerospace Systems. Kính viễn vọng JWST rất lớn nên tấm gương chính sẽ gồm nhiều gương nhỏ ghép lại sau khi đưa lên không gian. Nhằm tạo bề mặt trơn nhẵn cho gương chính, các kỹ sư của Ball đã thiết kế cơ cấu truyền động cực kỳ tinh vi, di chuyển mỗi lần chỉ 7 nano mét, hầu như không thể nhận thấy, để canh chỉnh các mối ghép.

Mỗi gương nhỏ di chuyển theo 3 trục và có thể hoạt động ở nhiệt độ âm 240 độ C. Để thử nghiệm âm thanh với kính viễn vọng JWST, các kỹ sư ở Ball dùng các bộ loa công suất đến 800.000 watt, phát âm thanh cường độ đến 145 decibel, lớn hơn cả âm thanh động cơ phản lực, để mô phỏng âm thanh lúc phóng tên lửa. Không ai có thể ở trong phòng lúc thử nghiệm âm thanh, dù có đeo thiết bị bảo vệ tai.

Kính viễn vọng JWST được chế tạo và kiểm tra với mẫu lớn bằng 1/6 mẫu thật, giúp các kỹ sư tạo các thuật toán đúng cho các cơ cấu truyền động siêu chính xác. Ở Ball, mọi thứ cần chế tạo đều được làm các mẫu thu nhỏ để các kỹ sư và robot do máy tính điều khiển thử nghiệm trước. Việc tạo mẫu này được chú trọng từ sứ mệnh tàu vũ trụ Deep Impact chủ động bắn phá sao chổi Tempel-1 hồi năm 2005. Với mẫu tạo trước, các kỹ sư đã phát hiện panel pin mặt trời của Deep Impact sẽ đụng vào ăng ten làm sai lạc tín hiệu, nhờ đó thiết kế được sửa chữa kịp thời. Việc này đã giúp tiết kiệm hàng triệu USD, từ đó mọi thứ cần chế tạo đều được Ball tạo mẫu trước.

  • ...đến đủ loại vệ tinh

Để giúp kính viễn vọng JWST “thông minh” hơn, Ball đang chế tạo vệ tinh WISE (Widefield Infrared Survey Explorer). Kính viễn vọng của WISE dài 3,65m sẽ quét tia hồng ngoại khắp bầu trời, tìm những điểm sáng đáng chú ý, những hành tinh “tiềm năng” để cho JWST khảo sát.

Một vệ tinh khác do Ball chế tạo là WorldView-2, vệ tinh thứ ba trong loạt vệ tinh của Công ty DigitalGlobe ở Longmont, bang Colorado, dùng để quan sát mặt đất. WorldView-2 được trang bị các con quay hồi chuyển siêu nhạy, giúp chụp ảnh trái đất khi vệ tinh đang bay nhanh, với độ phân giải đến 1,8m. Con quay hồi chuyển này lớn vỡ bằng trái bóng rổ, có thể quay vệ tinh khoảng 8 độ/giây. Hai vệ tinh trước WorldView-2 là WorldView-1 và QuickBird, đã giúp cung cấp phần lớn hình ảnh cho bản đồ Google Earth, cũng như các ứng dụng hình ảnh trái đất. Vệ tinh WorldView-2 sắp được phóng trong mùa thu này, sẽ giúp mở rộng khả năng tập hợp hình ảnh của DigitalGlobe lên khoảng 2 triệu km2/ngày.

Ngoài ra, còn vệ tinh do thám đặt trên không gian (SBSS) sẽ theo dõi các vật thể vũ trụ và vệ tinh, chủ yếu là các vệ tinh địa tĩnh, gồm các vệ tinh truyền thông và do thám.

Công ty mẹ Ball Corporation thành lập từ năm 1880, khởi đầu với việc làm... thùng thiếc bọc gỗ để đựng sơn. Từ năm 1965, Ball bắt đầu sản xuất thiết bị không gian và đã chế tạo rất nhiều vệ tinh và tàu không gian cho Cơ quan Hàng không vũ trụ Mỹ (NASA), Cơ quan Khí quyển và Đại dương Mỹ (NOAA), Bộ Quốc phòng Mỹ...

Để bảo đảm vệ tinh đưa lên không gian luôn vững chắc, an toàn và hoạt động lâu dài, quy trình sản xuất và thử nghiệm ở Ball rất nghiêm ngặt Trong quá trình phóng lên, vệ tinh phải chịu được sức ép lớn, khi vào quỹ đạo vệ tinh phải chịu được sự chênh lệch nhiệt độ rất lớn giữa ngày và đêm. Vệ tinh phải có vỏ chống được rác vũ trụ va đập, có con quay hồi chuyển chính xác để đổi hướng hoặc giữ thăng bằng.

Ở tốc độ cao khi duy trì quỹ đạo thấp, một vệ tinh mất trung bình 90 phút để đi hết một vòng quanh trái đất. Ở mặt sáng (có ánh sáng mặt trời), nhiệt độ vệ tinh có thể lên đến 260OC nhưng ở mặt tối, nhiệt độ vệ tinh lại giảm còn âm 232OC. Phần lớn vật chất đều bị co giãn mạnh với sự chênh lệch nhiệt độ quá lớn đó, vì vậy các kỹ sư phải bảo đảm vệ tinh không bị vỡ ra từng mảnh. Khả năng thích nghi của vệ tinh với sự thay đổi nhiệt độ được Ball thử nghiệm trong phòng chân không và nhiệt đặc biệt. Còn phòng nhiễu điện từ (phòng EMI) dùng để đánh giá vệ tinh xử lý các dạng nhiễu khác nhau như thế nào. Mọi thứ, từ máy pha cà phê đến điện thoại di động đều có thể gây nhiễu các thiết bị không gian nhạy cảm, chưa kể bức xạ từ mặt trời và môi trường giữa các hành tinh.

THIỆN NGUYỄN

Các tin, bài viết khác

Đọc nhiều nhất

Diễn biến mới nhất dịch viêm đường hô hấp cấp Covid-19

Diễn biến mới nhất dịch viêm đường hô hấp cấp Covid-19

Tính đến 8 giờ ngày 16-1-2021 đã có 94.306.164 ca xác nhận mắc Covid-19, có 2.017.757 ca tử vong trên thế giới (Mỹ: 24.102.429 ca mắc, 401.856 tử vong; Ấn Độ: 10.543.659 ca mắc, 152.130 ca tử vong; Brazil: 8.394.253 ca mắc, 208.291 ca tử vong; Nga: 3.520.531 ca mắc, 64.495 ca tử vong). Tại Việt Nam, có 1.536 trường hợp mắc bệnh, trong đó có 1.380 ca đã được chữa khỏi, 35 ca tử vong.