50 năm trước, cứ tưởng chừng cuộc đua đưa con người lên mặt trăng chỉ là một màn phô trương thanh thế, chứng tỏ khả năng của hai cường quốc Mỹ và Liên Xô. Nhưng kỳ thực, rất nhiều công nghệ mà anh em đã quen thuộc, sử dụng hàng ngày giờ đây lại có khởi nguồn từ chính cuộc đua đó, với kết quả là những bước chân đầu tiên của Neil Armstrong trên mặt trăng tròn nửa thế kỷ trước.
Có thể anh em không tin, nhưng những công nghệ dự báo thời tiết, GPS hay chính chiếc smartphone anh em đang dùng để đọc bài này đều có nguồn gốc từ những nhiệm vụ Apollo mà NASA thực hiện những năm 60 và 70 của thế kỷ XX.
Thời đại vũ trụ bắt đầu đúng vào ngày 04/10/1957, khi Liên Xô phóng lên quỹ đạo trái đất vệ tinh Sputnik 1. Họ là những người đầu tiên tối ưu được công nghệ lấy từ những chuyên gia Phát Xít khi họ phát triển tên lửa đường dài thời Thế chiến thứ 2 V-2. Kể từ đó, cuộc đua diễn ra gay cấn vô cùng. Ngày 4/1/1959, Luna 1 vượt qua được trọng lực trái đất để bay qua mặt trăng. Ngày 12/4/1961, Yuri Gagarin trở thành người đầu tiên du hành trong vũ trụ bên trong còn tàu Vostok 1. Đến ngày 10/7/1962, vệ tinh Telstar bắt đầu phát sóng truyền hình trực tiếp cùng lúc cho người dân Mỹ và châu Âu:
Có thể anh em không tin, nhưng những công nghệ dự báo thời tiết, GPS hay chính chiếc smartphone anh em đang dùng để đọc bài này đều có nguồn gốc từ những nhiệm vụ Apollo mà NASA thực hiện những năm 60 và 70 của thế kỷ XX.
Tên lửa
Thời đại vũ trụ bắt đầu đúng vào ngày 04/10/1957, khi Liên Xô phóng lên quỹ đạo trái đất vệ tinh Sputnik 1. Họ là những người đầu tiên tối ưu được công nghệ lấy từ những chuyên gia Phát Xít khi họ phát triển tên lửa đường dài thời Thế chiến thứ 2 V-2. Kể từ đó, cuộc đua diễn ra gay cấn vô cùng. Ngày 4/1/1959, Luna 1 vượt qua được trọng lực trái đất để bay qua mặt trăng. Ngày 12/4/1961, Yuri Gagarin trở thành người đầu tiên du hành trong vũ trụ bên trong còn tàu Vostok 1. Đến ngày 10/7/1962, vệ tinh Telstar bắt đầu phát sóng truyền hình trực tiếp cùng lúc cho người dân Mỹ và châu Âu:
Bản thân người Mỹ cũng có một chiến dịch “giải cứu” những khoa học gia Đức, gọi là Operation Paperclip, đưa hơn 1.600 kỹ sư, khoa học gia và chuyên gia Đức về Mỹ. Chiến dịch tương tự của người Nga có tên là Operation Osoaviakhim, đưa hơn 2.000 nhà khoa học từng làm việc cho Phát xít Đức về Liên Xô. Kết quả của chiến dịch đó là những người như Wernher von Braun đã góp sức giúp phát triển động cơ F-1 trong tên lửa Saturn V giúp đưa ba phi hành gia lên mặt trăng. Tính trung bình, tên lửa đẩy này đốt 12,9 tấn nhiên liệu mỗi giây, và mất 2.800 tấn nhiên liệu để đưa tàu vũ trụ vượt ra khỏi tác động của trọng lực.
Tính đến nay, Saturn V vẫn là tên lửa đẩy phức tạp và đắt nhất con người từng tạo ra. Hồi năm 1969, chi phí sản xuất Saturn V là 185 triệu USD, tính cả lạm phát là tương đương hơn 1 tỷ USD vào năm 2019.
Trong khi đó tên lửa đầy Falcon Heavy của Elon Musk chỉ có giá khoảng 90 triệu USD mà thôi. Việc tên lửa được nghiên cứu sâu rộng, giảm chi phí và tăng hiệu quả là cách để đưa vệ tinh, các phi hành gia, tàu vũ trụ và cả trạm vũ trụ ra ngoài không gian, từ đó tạo ra được những thông tin và triển khai những nghiên cứu giúp ích cho trái đất từ bên ngoài vũ trụ.
Vệ tinh nhân tạo
Nhiệm vụ tạo ra tên lửa với sức đẩy đủ mạnh đưa con người lên mặt trăng đã giúp các nhà khoa học và các kỹ sư tạo ra được những tên lửa có khả năng đưa con người lên độ cao 34 nghìn đến 36 nghìn km so với bề mặt trái đất. Ở độ cao này, tốc độ di chuyển của các vệ tinh nhân tạo bắt đầu bắt kịp được với tốc độ quay quanh trục của trái đất, nhờ đó nó có thể “đứng im” ở một vị trí cố định so với mặt đất. Những vệ tinh này sau đó mang trách nhiệm liên lạc, cung cấp tín hiệu internet, cho phép gọi điện thoại vệ tinh và phát sóng truyền hình.
Tính đến đầu năm 2019, có 4.987 vệ tinh xoay quanh trái đất. Trong số những vệ tinh đang hoạt động, có khoảng 40% vệ tinh mang nhiệm vụ liên lạc, 36% quan sát trái đất phục vụ mục đích dự báo thời tiết và những tác vụ khác, 11% dùng để nghiên cứu, và 7% dùng để làm hệ thống dẫn đường GPS. Tất cả chúng đều đang giúp ích cho con người, bằng cách này hay cách khác.
Quảng cáo
Công nghệ thu nhỏ thiết bị
Không chỉ 50 năm về trước, mà ngay cả bây giờ, những nhiệm vụ thực hiện ngoài không gian cũng yêu cầu trang thiết bị phải có trọng lượng và kích thước nhỏ nhất có thể, vì chi phí đưa 1 kg trang thiết bị lên vũ trụ rất đắt, tính sơ sơ khoảng 22.000 USD, vì trước đó có ước tính của NASA, mỗi pound hành lý đem lên vũ trụ tốn 10 nghìn Đô. Vì thế, mọi thứ đều phải được thu nhỏ lại hết cỡ. Ngay cả bức tường bao của con tàu đáp xuống mặt trăng cũng chỉ có độ dày bằng 2 tờ giấy.
Từ cuối thập niên 40 đến cuối thập niên 60, trọng lượng và điện năng tiêu thụ của các thiết bị điện tử đã giảm đáng kể. Hệ thống tính toán Electric Numerical Integrator and Computer nặng 30 tấn, tiêu tốn 160 kilowatt điện. Còn chiếc máy tính được Raytheon sản xuất dùng để dẫn đường cho Apollo 11 lên mặt trăng chỉ nặng 32 cân, tiêu tốn 70W điện như anh em nhìn trong hình dưới đây. Chiếc iPhone của chúng ta ngày hôm nay chỉ nặng hơn 100g, và có sức mạnh gấp… 120 triệu lần so với chiếc máy tính có tốc độ xử lý 2 MHz của 50 năm trước. Ấy thế mà chiếc máy tính đó đã đưa con người lên được tới mặt trăng.
Chỉ hai phép so sánh đó thôi, mình tin là đã đủ để anh em nhận ra công nghệ của con người đã tiến xa tới đâu. Nhu cầu thu nhỏ những thiết bị cho những nhiệm vụ ngoài không gian vô tình cũng giúp ích cho công nghệ trên trái đất tạo ra những thiết bị nhỏ hơn, tiêu tốn ít điện năng hơn nhưng có hiệu năng cao hơn. Và bây giờ anh em thử nghĩ có ngành nghề nào không cần tới sự trợ giúp vô cùng đắc lực của máy tính?
Hệ thống trạm tiếp sóng trên mặt đất
Quảng cáo
Liên lạc với tàu vũ trụ để giải quyết những vấn đề phát sinh và đưa nhiệm vụ cho các phi hành gia cũng quan trọng chẳng kém gì việc nghiên cứu tạo ra tên lửa đưa họ ra ngoài trái đất cả. Nhiệm vụ Apollo 11 năm 1969 đã tạo ra một đột phá khác, hệ thống trạm thu phát sóng Deep Space Network nằm rải rác ở khắp nơi trên thế giới, cho phép NASA ngồi ở Houston có thể liên lạc liên tục với những phi hành gia ở ngoài vũ trụ. Hệ thống trạm tiếp sóng này được thiết kế sao cho tàu vũ trụ lúc nào cũng có thể nằm trong tầm tiếp sóng của một trạm trên trái đất.
Bản thân con tàu vũ trụ vốn đã ít năng lượng, vì thế những ăng ten chảo khổng lồ được xây dựng trên trái đất để mô phỏng những “đôi tai” nghe được những tín hiệu dù là yếu nhất, và để phát đi những thông điệp với cường độ sóng mạnh nhất có thể cho các phi hành gia. Bản thân chính hệ thống Deep Space Network này cũng giúp người Mỹ chiếu trực tiếp những hình ảnh Neil Armstrong đặt chân lên mặt trăng. Cũng chính hệ thống này đã giúp phi hành đoàn Apollo 13 trở về nhà an toàn sau khi gặp sự cố với bình khí oxy trên server module. Họ phải tắt hết các hệ thống máy tính trên tàu để tiết kiệm năng lượng, và chờ lệnh để khai hỏa đốt chỗ nhiên liệu còn lại để trở về trái đất.
Rất nhiều nhiệm vụ sử dụng hệ thống Deep Space Network để liên lạc, khám phá hệ mặt trời và thậm chí hơn thế nữa.
“Từ trên cao nhìn xuống”
Anh em có thể không tin, nhưng việc lên vũ trụ, nhìn lại hành tinh xanh của chúng ta là cách tuyệt vời nhất để khiến ngân sách nghiên cứu trái đất tăng lên, đối phó với những nguy cơ trong tương lai gần. Tháng 8/1959, vệ tinh không người lái Explorer VI chụp bức ảnh đầu tiên của trái đất từ ngoài không gian để nghiên cứu các tầng khí quyển, chuẩn bị cho nhiệm vụ Apollo.
Gần 1 thập kỷ sau, những phi hành gia trên Apollo 8 mới chụp bức ảnh mang tính lịch sử từ mặt trăng, đặt tên là “Earthrise”. Hình ảnh này giúp con người hiểu thêm về hành tinh xanh, qua đó nâng cao nhận thức về bảo vệ môi trường.
Kể từ đó đến nay, rất nhiều những hình ảnh về trái đất đã được chụp từ vũ trụ. Góc nhìn từ ngoài không gian giúp con người di chuyển dễ dàng và an toàn hơn. Từ một hệ thống vệ tinh của hải quân Mỹ sử dụng để theo dõi vị trí tàu ngầm Polaris trong vòng bán kính 185 mét, nay đã trở thành một hệ thống hàng trăm vệ tinh để dẫn đường cho con người. Hệ thống này anh em biết đến với cái tên GPS.
Cũng từ ngoài vũ trụ, những vệ tinh Landsat chụp hình để xác định chất lượng nông nghiệp, xác định vị trí các mỏ dầu, nghiên cứu tảo biển ở các bờ biển lớn. Một số khác thì dùng để nghiên cứu độ che phủ của rừng, giúp xác định vị trí và chặn đứng những trận cháy rừng khủng khiếp, cũng như nghiên cứu về biến đổi khí hậu. Nếu không ra ngoài vũ trụ, chúng ta sẽ chẳng thể nào hiểu được hết trái đất. Và thậm chí, có thể chúng ta sẽ ngăn chặn được việc trái đất ấm lên nhờ vào chính công nghệ nhiên liệu đã giúp Apollo 11 tới được mặt trăng, bằng cách nghiên cứu những loại năng lượng tái tạo sạch hơn.
Đó mới chỉ là vài đột phá giúp ích cho cuộc sống con người, và phải nửa thế kỷ sau khi Apollo 11 hạ cánh trên mặt trăng, chúng ta mới hiểu được tường tận. Không biết sau khi hạ cánh lên sao hỏa, 50 năm sau con người sẽ còn tiến bộ đến nhường nào?
Theo Quartz
