Ba tàu vũ trụ của MIT sẽ sớm được đưa lên Mặt Trăng trong bước tiến tới việc thiết lập một căn cứ lâu dài trên bề mặt Mặt Trăng.
Các kỹ sư MIT hình dung AstroAnt có thể hoạt động như một trong "bầy" robot trợ giúp thu nhỏ, thực hiện các nhiệm vụ thiết yếu trong các sứ mệnh tương lai, chẳng hạn như quét sạch bụi khỏi các tấm pin mặt trời và kiểm tra các vết nứt trong môi trường sống và cơ sở hạ tầng trên Mặt Trăng. Tín dụng: Viện Công nghệ Massachusetts
Trong những ngày tới, nếu thời tiết cho phép, các kỹ sư và nhà khoa học của MIT sẽ gửi ba tải trọng vào không gian, theo lộ trình được thiết lập cho vùng cực nam của mặt trăng. Các nhà khoa học tin rằng khu vực này, với các vùng luôn bị che khuất, có thể chứa các hồ chứa nước đóng băng ẩn, có thể phục vụ cho việc duy trì các khu định cư trên mặt trăng trong tương lai và các sứ mệnh tiếp nhiên liệu ngoài mặt trăng.
NASA có kế hoạch đưa các phi hành gia đến cực nam của Mặt Trăng vào năm 2027 như một phần của sứ mệnh Artemis III, đây sẽ là lần đầu tiên con người đặt chân lên bề mặt Mặt Trăng kể từ kỷ nguyên Apollo và là lần đầu tiên con người đặt chân lên vùng cực của nó. Trước chuyến đi đó, các tải trọng của MIT sẽ cung cấp dữ liệu về khu vực có thể giúp các phi hành gia Artemis chuẩn bị để định hướng trên địa hình băng giá.
Các tải trọng bao gồm hai công nghệ mới—một camera lập bản đồ độ sâu nhỏ và một xe tự hành mini cỡ ngón tay cái—cùng với một "bản ghi" mỏng như wafer, khắc bằng giọng nói của những người từ khắp nơi trên thế giới nói bằng ngôn ngữ bản địa của họ. Cả ba tải trọng sẽ được mang theo bởi một xe tự hành lớn hơn, có kích thước bằng một chiếc vali do nhà thầu vũ trụ Lunar Outpost chế tạo.
Khi xe tự hành chính di chuyển quanh bề mặt Mặt Trăng, khám phá địa hình cực, camera MIT, được gắn ở phía trước xe tự hành, sẽ chụp những hình ảnh 3D đầu tiên về cảnh quan Mặt Trăng được chụp từ bề mặt Mặt Trăng bằng công nghệ thời gian bay. Những hình ảnh này sẽ được truyền về Trái Đất, nơi chúng có thể được sử dụng để huấn luyện các phi hành gia Artemis về mô phỏng trực quan địa hình cực và có thể được tích hợp vào bộ đồ vũ trụ tiên tiến với mũ bảo hiểm thị giác tổng hợp.
Trong khi đó, xe tự hành mini, được gọi là "AstroAnt", sẽ lăn quanh nóc xe tự hành chính và đo nhiệt độ để theo dõi hoạt động của xe lớn hơn. Nếu thành công, AstroAnt có thể hoạt động như một phần của nhóm robot trợ giúp thu nhỏ, thực hiện các nhiệm vụ thiết yếu trong các sứ mệnh tương lai, chẳng hạn như dọn sạch bụi khỏi các tấm pin mặt trời và kiểm tra các vết nứt trong môi trường sống và cơ sở hạ tầng trên Mặt Trăng.
Cả ba tải trọng của MIT, cùng với xe tự hành Lunar Outpost, sẽ phóng lên mặt trăng trên tên lửa SpaceX Falcon 9 và hạ cánh xuống vùng cực nam của mặt trăng trong một tàu đổ bộ do công ty vũ trụ Intuitive Machines chế tạo. Toàn bộ nhiệm vụ, bao gồm nhiều tải trọng khác ngoài MIT, được đặt tên là IM-2, theo chuyến đi thứ hai của Intuitive Machines lên mặt trăng. IM-2 nhằm mục đích xác định sự hiện diện và lượng nước đá ở cực nam của mặt trăng, bằng cách kết hợp các thiết bị, bao gồm một máy khoan băng gắn trên tàu đổ bộ và một "phễu" rô bốt sẽ nảy trên bề mặt để tìm kiếm nước ở những vùng khó tiếp cận.
Cuộc đổ bộ lên Mặt Trăng, dự kiến sẽ diễn ra vào khoảng trưa ngày 6 tháng 3, sẽ đánh dấu lần đầu tiên MIT đưa công nghệ chủ động lên bề mặt Mặt Trăng kể từ kỷ nguyên Apollo, khi Phòng thí nghiệm Thiết bị của MIT, hiện là Phòng thí nghiệm Draper độc lập, cung cấp Máy tính dẫn đường Apollo mang tính bước ngoặt giúp các phi hành gia định hướng đến Mặt Trăng và quay trở lại.
Các kỹ sư của MIT coi vai trò của họ trong sứ mệnh mới mà họ đặt tên là "Đến Mặt Trăng để ở lại" là sứ mệnh đầu tiên trong số nhiều sứ mệnh khác nhằm thiết lập sự hiện diện lâu dài trên bề mặt Mặt Trăng.
"Mục tiêu của chúng tôi không chỉ là đến thăm mặt trăng mà còn xây dựng một hệ sinh thái phát triển mạnh mẽ hỗ trợ cho sự mở rộng của loài người vào không gian", Dava Newman, Giáo sư Chương trình Apollo về Du hành vũ trụ tại MIT, giám đốc Phòng thí nghiệm truyền thông MIT và cựu phó giám đốc NASA cho biết.
Nguồn gốc của Viện
Nhiệm vụ thám hiểm mặt trăng của MIT do Space Exploration Initiative (SEI) dẫn đầu, một nhóm nghiên cứu hợp tác trong Media Lab nhằm mục đích tạo ra "tương lai khoa học viễn tưởng" cho hoạt động thám hiểm không gian. SEI, được thành lập vào năm 2016 bởi cựu sinh viên khoa học và nghệ thuật truyền thông Ariel Ekblaw, Tiến sĩ, phát triển, thử nghiệm và triển khai các công nghệ cấp không gian tương lai nhằm giúp con người thiết lập các khu định cư bền vững trong không gian.
Vào mùa xuân năm 2021, SEI và Khoa Hàng không và Du hành vũ trụ (AeroAstro) của MIT đã cung cấp một khóa học, MAS.839/16.893 (Hoạt động trong Môi trường Mặt trăng), giao nhiệm vụ cho các nhóm sinh viên thiết kế các tải trọng đáp ứng các mục tiêu nhất định liên quan đến các sứ mệnh Artemis của NASA lên mặt trăng. Lớp học được giảng dạy bởi Ekblaw và Jeffrey Hoffman của AeroAstro, giáo sư thực hành của MIT và cựu phi hành gia của NASA, người đã giúp sinh viên thử nghiệm các thiết kế tải trọng của họ ngoài thực tế, bao gồm cả ở các vùng xa xôi của Na Uy giống với cảnh quan cằn cỗi của mặt trăng và trong các chuyến bay parabol mô phỏng lực hấp dẫn yếu của mặt trăng.
Trong lớp học đó, Ekblaw và Hoffman đã chọn phát triển thêm hai thiết kế tải trọng: hệ thống camera 3D dựa trên laser và AstroAnt—một robot kiểm tra tự động nhỏ bé. Cả hai thiết kế đều phát triển từ công trình trước đó. AstroAnt ban đầu là một dự án phụ trong chương trình tiến sĩ của Ekblaw, dựa trên công trình ban đầu do Artem Dementyev phát triển trong nhóm Môi trường phản hồi của Phòng thí nghiệm truyền thông, trong khi camera 3D là trọng tâm tiến sĩ của cựu sinh viên AeroAstro Cody Paige, người đã giúp phát triển và thử nghiệm thiết kế camera và triển khai công nghệ VR/XR với Newman, hợp tác với Trung tâm nghiên cứu Ames của NASA.
Các tải trọng của MIT, hướng đến mặt trăng, đã được thử nghiệm thực tế, bao gồm cả ở các vùng xa xôi của Na Uy có cảnh quan cằn cỗi giống như mặt trăng, và trong các chuyến bay parabol mô phỏng lực hấp dẫn yếu của mặt trăng. Tín dụng: Viện Công nghệ Massachusetts
Khi cả hai thiết kế đều được tinh chỉnh, Ekblaw đã huy động vốn và ký hợp đồng với Lunar Outpost (đồng sáng lập bởi Tiến sĩ Forrest Meyen, cựu sinh viên MIT AeroAstro) để ghép các tải trọng với xe tự hành trên mặt trăng của công ty. Sean Aufffinger, Chuyên gia tích hợp sứ mệnh SEI, đã giám sát các nỗ lực tích hợp và thử nghiệm, cùng với Lunar Outpost, để hỗ trợ các tải trọng này hoạt động trong một môi trường mới lạ và khắc nghiệt.
"Nhiệm vụ này có nguồn gốc sâu xa từ MIT", Ekblaw, nhà nghiên cứu chính của nhánh MIT trong nhiệm vụ IM-2 và là nhà khoa học thỉnh giảng tại Media Lab, cho biết. "Đây sẽ là một bước ngoặt lịch sử vì chúng tôi chưa bao giờ hạ cánh công nghệ hoặc xe tự hành ở khu vực cực nam của Mặt Trăng này. Đây thực sự là một nơi khó hạ cánh - có những tảng đá lớn và bụi dày. Vì vậy, đây là một nỗ lực táo bạo".
Hệ thống trên
Địa điểm hạ cánh của IM-2 là Cao nguyên Mons Mouton—một ngọn núi có đỉnh bằng phẳng ở cực nam của mặt trăng nằm ngay phía bắc của Shackleton Crater, đây là địa điểm hạ cánh tiềm năng cho các phi hành gia Artemis của NASA. Sau khi tàu đổ bộ Intuitive Machines hạ cánh, nó sẽ mở cửa nhà để xe và cho xe tự hành của Lunar Outpost lái ra để khám phá cảnh quan cực. Khi xe tự hành thích nghi với môi trường xung quanh, nó sẽ bắt đầu kích hoạt các thiết bị của mình, bao gồm cả camera 3D của MIT.
"Đây sẽ là lần đầu tiên chúng tôi sử dụng công nghệ hình ảnh cụ thể này trên bề mặt Mặt Trăng", Paige, giám đốc hiện tại của SEI, lưu ý.
Camera, sẽ được gắn ở phía trước của xe tự hành chính, được thiết kế để chiếu ánh sáng laser lên bề mặt và đo thời gian ánh sáng phản xạ trở lại camera. "Thời gian bay" này là phép đo khoảng cách, cũng có thể được chuyển thành địa hình bề mặt, chẳng hạn như độ sâu của từng hố va chạm và khe nứt.
"Vì chúng tôi sử dụng đèn laser, chúng tôi có thể nhìn mà không cần dùng đến ánh sáng mặt trời", Paige giải thích. "Và chúng tôi không biết chính xác mình sẽ tìm thấy gì. Một số thứ chúng tôi đang tìm kiếm là những lỗ có kích thước tính bằng centimet, ở những khu vực luôn bị che khuất hoặc đóng băng, có thể chứa nước đá. Đó là những loại cảnh quan mà chúng tôi thực sự mong muốn được nhìn thấy".
Paige hy vọng rằng camera sẽ gửi hình ảnh trở lại Trái Đất dưới dạng các gói dữ liệu vào ngày hôm sau, nhóm khoa học MIT sẽ xử lý và phân tích dữ liệu này khi xe tự hành di chuyển qua địa hình.
Khi camera lập bản đồ bề mặt mặt trăng, AstroAnt—nhỏ hơn và nhẹ hơn hộp đựng airpod—sẽ triển khai từ một gara nhỏ trên nóc xe tự hành chính. AstroAnt sẽ di chuyển trên các bánh xe từ tính cho phép nó bám vào bề mặt xe tự hành mà không bị rơi ra. Đối với gầm xe AstroAnt, Ekblaw và nhóm của cô, do sinh viên tốt nghiệp Phòng thí nghiệm truyền thông Fangzheng Liu dẫn đầu, đã gắn một nhiệt điện—một cảm biến nhỏ đo nhiệt độ của xe tự hành chính, có thể được sử dụng để theo dõi hiệu suất nhiệt của xe.
"Nếu chúng ta có thể thử nghiệm AstroAnt này trên mặt trăng, thì chúng ta tưởng tượng ra những đàn kiến thực sự có khả năng, di chuyển có thể giúp các phi hành gia tự sửa chữa, kiểm tra, chẩn đoán và bảo dưỡng", Ekblaw nói. "Trong tương lai, chúng ta có thể lắp cần gạt nước nhỏ trên chúng để giúp lau sạch bụi khỏi các tấm pin mặt trời hoặc lắp thanh đập vào chúng để tạo ra những rung động nhỏ nhằm phát hiện các khiếm khuyết trong môi trường sống. Có rất nhiều tiềm năng khi chúng ta đạt đến quy mô đàn kiến".
Mắt nhìn về mặt trăng
Tải trọng thứ ba của MIT sẽ được gắn vào xe tự hành chính được gọi là Humanity United with MIT Art and Nanotechnology in Space, hay dự án HUMANS. Dưới sự chỉ đạo của Maya Nasr, Tiến sĩ, cựu sinh viên MIT AeroAstro, HUMANS là một đĩa 2 inch được làm từ một tấm silicon được khắc bằng các bản khắc có kích thước nanomet bằng công nghệ do MIT.nano cung cấp. Các bản khắc được lấy cảm hứng từ The Golden Record, một đĩa ghi âm được gửi vào không gian bằng tàu thăm dò Voyager của NASA vào năm 1977. Đĩa HUMANS được khắc bằng các bản ghi âm của mọi người từ khắp nơi trên thế giới, nói bằng ngôn ngữ mẹ đẻ của họ về ý nghĩa của việc khám phá không gian và nhân loại đối với họ.
"Chúng tôi mang theo những hy vọng, ước mơ và câu chuyện của mọi người từ mọi tầng lớp", Nasr nói. "(Đó) là lời nhắc nhở mạnh mẽ rằng không gian không phải là đặc quyền của một số ít người, mà là di sản chung của tất cả mọi người".
Phòng thí nghiệm truyền thông MIT có kế hoạch trình chiếu cuộc hạ cánh ngày 6 tháng 3 trên màn hình tại tiền sảnh của tòa nhà để công chúng có thể theo dõi trực tiếp. Các nhà nghiên cứu từ Khoa Kiến trúc của MIT, do Phó Giáo sư Skylar Tibbits đứng đầu, cũng đã xây dựng một phòng điều khiển nhiệm vụ mặt trăng—một không gian kiến trúc hình tròn, nơi các kỹ sư sẽ theo dõi và điều khiển các tải trọng của nhiệm vụ. Nếu mọi việc diễn ra tốt đẹp, nhóm MIT coi nhiệm vụ này là bước đầu tiên hướng tới việc đặt chân cố định lên bề mặt mặt trăng, và thậm chí xa hơn nữa.
"Việc chúng tôi quay trở lại mặt trăng không chỉ là về việc phát triển công nghệ—mà còn là về việc truyền cảm hứng cho thế hệ nhà thám hiểm tiếp theo đang sống và sẽ du hành đến mặt trăng trong cuộc đời của họ", Ekblaw nói. "Nhiệm vụ lịch sử này của MIT tập hợp sinh viên, nhân viên và giảng viên từ khắp Viện lại với nhau trong một nhiệm vụ nền tảng sẽ hỗ trợ cho một khu định cư bền vững trên mặt trăng trong tương lai".
Mời các đối tác xem hoạt động của Công ty TNHH Pacific Group.
FanPage: https://www.facebook.com/Pacific-Group
YouTube: https://www.youtube.com/@PacificGroupCoLt
