Bỉ Ngạn Hoa
Moderator
Các quốc gia và công ty đang tăng cường nỗ lực triển khai hệ thống định vị vệ tinh đầu tiên trên mặt trăng để hỗ trợ cho một loạt các sứ mệnh đã được lên kế hoạch ở đó.
"Bạn đã đến đích." Cụm từ này rất quen thuộc với bất kỳ ai sử dụng hệ thống định vị vệ tinh GPS để dẫn đương trên mọi hành trình từ điểm A đến điểm B.
Nhưng nếu điểm đến của bạn thực sự nằm ngoài thế giới này thì sao? Liệu một thứ gì đó giống như Dịch vụ định vị toàn cầu (GPS), hệ thống định vị vệ tinh nổi tiếng nhất, có thể được mở rộng đến các địa cầu không phải là Trái đất không?
Câu trả lời không chỉ là "có" mà còn "sớm thôi", theo các cơ quan vũ trụ tham gia vào nỗ lực mới nhằm thiết lập một chòm sao giống như GPS xung quanh mặt trăng. NASA và các đối tác ở Châu Âu và Nhật Bản đang phát triển hệ thống định vị vệ tinh mặt trăng kể từ cuối năm 2020. Vào tháng 7/2024, Cơ quan Quản lý Không gian Quốc gia Trung Quốc (CNSA) đã công bố kế hoạch xây dựng một chòm sao gồm 21 vệ tinh liên lạc và định vị để hỗ trợ cho tham vọng chinh phục mặt trăng.
Bijunath Patla, một nhà vật lý lý thuyết tại Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Hoa Kỳ (NIST) cho biết: "Cho đến nay, vẫn chưa có động lực nào để dịch chuyển toàn bộ cơ sở hạ tầng liên lạc và định vị hiện có trên Trái đất sang bất kỳ nơi nào khác trong hệ mặt trời. Bây giờ là thời điểm mọi người nghĩ đến một bước nhảy vọt như vậy trong công nghệ".
Bước nhảy vọt này được thúc đẩy bởi sự gia tăng các hoạt động và khám phá được lên kế hoạch trên Mặt trăng trong những năm tới, đòi hỏi hậu cần phức tạp bao gồm loại hệ thống định vị, định vị và thời gian (PNT) giống như cơ sở hạ tầng của chúng ta trên Trái đất. Chương trình Artemis do NASA dẫn đầu nhằm mục đích đưa các phi hành gia vào các sứ mệnh trên bề mặt tại cực nam của Mặt trăng, một mục tiêu đòi hỏi các đường truyền liên lạc đáng tin cậy và các dịch vụ định vị chính xác. Trung Quốc cũng có kế hoạch đưa phi hành đoàn lên Mặt trăng trong thập kỷ này và một loạt các tổ chức chính phủ và doanh nghiệp khác đang điều động các nhà thám hiểm rô-bốt lên bề mặt Mặt trăng trong tương lai gần.
Ngành không gian thương mại đang để mắt đến những cơ hội có thể nảy sinh trong nền kinh tế mặt trăng còn non trẻ, chẳng hạn như khai thác tài nguyên, sản xuất trọng lực thấp, nghiên cứu khoa học hoặc du lịch. Trong khi các sứ mệnh mặt trăng trước đây dựa vào các rơle cơ bản để giao tiếp và điều hướng, thì tương lai của hoạt động thám hiểm mặt trăng đòi hỏi một hệ thống vệ tinh phù hợp.
"GPS đã là xương sống của nền kinh tế của chúng ta ở đây trên Trái đất", Cheryl Gramling, một kỹ sư hàng không vũ trụ, người tham gia tiêu chuẩn mặt trăng tại NASA cho biết. "Nông nghiệp, an toàn, cứu hộ, tài chính, khai thác mỏ—tất cả các ngành công nghiệp đó thực sự dựa vào GPS".
Tương tự như vậy, bạn cần có loại cơ sở hạ tầng đó trên mặt trăng nếu bạn muốn xây dựng nền kinh tế mặt trăng, Gramling nói. Bà cho biết, việc có một hệ thống định vị mặt trăng "sẽ hỗ trợ các hệ thống hạ cánh, sử dụng tài nguyên tại chỗ và lập kế hoạch đường đi", đồng thời nói thêm: "Chúng tôi nói đùa rằng trong tương lai, bạn có thể lập kế hoạch đường đi đến LunaBucks để uống cà phê buổi sáng". Bà giải thích rằng ban đầu trọng tâm sẽ là cực nam của Mặt Trăng, xét đến các nhiệm vụ được lên kế hoạch ở đó, nhưng việc bao phủ toàn bộ địa cầu Mặt Trăng "có thể là mục tiêu dài hạn".
Giấc mơ đi bộ trên Mặt Trăng thực sự hấp dẫn, nhưng có một số câu đố phức tạp phải được giải quyết để đảm bảo hệ thống GPS trên Mặt Trăng hoạt động. Trước hết, các nhà khoa học phải giải quyết câu hỏi cơ bản: Bây giờ là mấy giờ trên Mặt Trăng? Câu trả lời không hề đơn giản. Các nhiệm vụ trên Mặt Trăng luôn tính đến chu kỳ ngày và đêm của Mặt Trăng, mỗi chu kỳ kéo dài hai tuần, nhưng hiện tại không có thang thời gian chuẩn nào trên Mặt Trăng tương tự như hệ thống Giờ Phối hợp Quốc tế (Coordinated Universal Time).
Đo thời gian chính xác là cải tiến cốt lõi cho phép các hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu (GNSS) ra đời, một danh mục bao gồm GPS của Hoa Kỳ, BeiDou của Trung Quốc, GLONASS của Nga và các chòm sao Galileo của Châu Âu. Các vệ tinh trong các mạng lưới này mang theo đồng hồ nguyên tử có thể giải quyết thời gian trong vòng vài phần tỷ giây. Vị trí trên Trái Đất được tính toán dựa trên thời gian truyền tín hiệu vệ tinh đến máy thu mặt đất; phép đo thời gian sai lệch chỉ một nano giây sẽ tạo ra lỗi khoảng cách là 30 cm. Vì lý do này, độ chính xác thời gian cao là yếu tố cơ bản đối với các dịch vụ định vị địa lý chính xác do GNSS cung cấp và cũng sẽ là chìa khóa cho bất kỳ tương tự nào trong tương lai trên mặt trăng.
Tuy nhiên, có một điều đáng lưu ý: Đồng hồ trên Mặt Trăng chạy nhanh hơn một chút so với trên Trái Đất. Sự khác biệt này là hệ quả của thuyết tương đối rộng, cho thấy dòng chảy của thời gian bị chậm lại bởi các vật thể lớn. Mặt Trăng có khối lượng nhỏ hơn Trái Đất, do đó đồng hồ nguyên tử trên bề mặt của nó chạy nhanh hơn.
Để giải quyết vấn đề này, Patla và đồng nghiệp Neil Ashby, cũng là một nhà vật lý tại NIST, đã tính toán "độ lệch tốc độ" giữa đồng hồ trên Trái Đất và Mặt Trăng trong một nghiên cứu được công bố vào tháng trước trên Tạp chí Thiên văn học. Cặp đôi này phát hiện ra rằng đồng hồ trên Mặt Trăng chạy nhanh hơn đồng hồ trên Trái Đất khoảng 56 micro giây mỗi ngày. Ngoài ra, chuyển động tương đối của Mặt Trăng có tác động ngược lại đối với đồng hồ, làm chúng chạy chậm lại một chút, nhưng yếu tố này không đủ rõ ràng để triệt tiêu các hiệu ứng hấp dẫn làm đồng hồ chạy nhanh hơn.
"Một chiếc đồng hồ tốt trên Trái Đất sẽ mất một giây, cộng hoặc trừ, sau mỗi 14 tỷ năm ", Patla nói. Nhưng trên mặt trăng, ông nói thêm, một chiếc đồng hồ sẽ mất một giây sau mỗi 50 năm khi so sánh với một chiếc đồng hồ trên Trái đất, nếu không được hiệu chỉnh. "Nếu bạn có thể so sánh phạm vi, thì đây là một hiệu ứng lớn".
Công trình mới của Patla và Ashby đã đặt nền tảng cho một thang thời gian mặt trăng chuẩn, tương tự như UTC trên Trái đất, cho phép các nút quỹ đạo và mặt đất trong tương lai trên mặt trăng phát ra các dấu thời gian được đồng bộ hóa cần thiết cho các dịch vụ định vị và thời gian PNT chính xác.
Cấu hình chính xác của các chòm sao mặt trăng trong tương lai này, bao gồm số lượng vệ tinh và quỹ đạo mặt trăng cụ thể của chúng, vẫn đang được quyết định. NASA, Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) và Cơ quan Thám hiểm Hàng không Vũ trụ Nhật Bản (JAXA) hiện đang giám sát các dự án cho các chòm sao giống như GPS sẽ liên quan đến các đối tác thương mại. Các dự án này gồm Hệ thống Chuyển tiếp và Dẫn đường Liên lạc Mặt trăng của NASA, Sáng kiến Ánh trăng của ESA và Hệ thống Vệ tinh Dẫn đường Mặt trăng của JAXA, tất cả đều được thiết kế để tuân thủ một khuôn khổ có thể tương tác được gọi là LunaNet.
"Tôi gọi LunaNet là chiếc ô lớn", Gramling nói. “Đây là một kiến trúc xác định các tiêu chuẩn sẽ được sử dụng cho các dịch vụ liên lạc và định vị, dẫn đường và tính giờ có thể tương tác. Có một nỗ lực lớn đang được tiến hành để xác định các tiêu chuẩn đó và ghi lại chúng trong thông số kỹ thuật về khả năng tương tác của LunaNet.”
“Đây là một mô hình rất khác so với Trái đất, nơi Hoa Kỳ có GPS, Châu Âu có Galileo hoặc Nga có GLONASS,” bà nói thêm. “Vì chúng tôi đang ở giai đoạn đầu, ý tưởng là chúng tôi phải hợp tác với nhau như ba đối tác đã tham gia vào LunaNet cho đến nay và khẳng định một hệ thống giữa ba chúng tôi.”
Nói cách khác, trong khi NASA, ESA và JAXA đang làm việc trên các dự án riêng biệt của họ hiện tại, họ có kế hoạch cuối cùng sẽ hợp nhất các ý tưởng đó thành một hệ điều hành duy nhất. Các kế hoạch chi tiết cho Sáng kiến Moonlight của ESA rất hữu ích để hình dung về cách một chòm sao GNSS trên mặt trăng cuối cùng có thể diễn ra như thế nào.
Theo hình dung hiện tại của ESA, Moonlight sẽ bao gồm ít nhất năm vệ tinh, bao gồm một vệ tinh liên lạc lớn và bốn vệ tinh dẫn đường chuyên dụng nhỏ hơn, được đặt trên các quỹ đạo đặc biệt để tối ưu hóa phạm vi phủ sóng tại cực nam của mặt trăng. Thiết lập ban đầu này sẽ cung cấp 15 giờ dịch vụ PNT đáng tin cậy và có thể dự đoán được trong khu vực phủ sóng cứ sau 24 giờ, nhưng Moonlight cũng được thiết kế để có thể mở rộng quy mô, nghĩa là có thể thêm nhiều vệ tinh hơn để mở rộng khu vực dịch vụ hoặc hỗ trợ các nhiệm vụ phức tạp hơn.
"Moonlight sẽ tạo ra sự thay đổi mô hình phi thường trong lĩnh vực thám hiểm", Javier Ventura-Traveset, người giữ chức giám đốc điều hướng Moonlight tại ESA, cho biết. "Thay vì mỗi nhiệm vụ lên mặt trăng cần hệ thống liên lạc và điều hướng phức tạp riêng với sự phụ thuộc lớn vào hỗ trợ trên Trái đất, nhờ Moonlight, các nhiệm vụ trong tương lai sẽ có quyền truy cập vào các dịch vụ liên lạc băng thông rộng và hệ thống điều hướng giống GNSS trực tiếp từ quỹ đạo mặt trăng, tất cả đều theo hợp đồng dịch vụ với nhà cung cấp thương mại".
Không rõ Trung Quốc hoặc bất kỳ quốc gia nào khác có thể hợp tác trong các hệ thống chòm sao định vị mặt trăng hiện có ở mức độ nào, hoặc liệu mặt trăng có kết thúc với nhiều phiên bản GNSS, tương tự như Trái đất hay không. Đầu mùa hè năm nay, một nhóm các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Không gian Trung Quốc đã phác thảo một kế hoạch theo từng giai đoạn cho một chòm sao theo kiểu GPS trên tạp chí Khoa học và Công nghệ Không gian Trung Quốc.
“Trung Quốc đã bày tỏ sự quan tâm đến việc phát triển cơ sở hạ tầng định vị mặt trăng tại một số diễn đàn quốc tế và đã phóng vệ tinh Queqiao-2, một vệ tinh chuyển tiếp liên lạc mặt trăng trong năm nay”, Ventura-Traveset lưu ý. “Tương tự như ESA, NASA và JAXA, có khả năng Trung Quốc cũng sẽ phát triển chòm sao định vị mặt trăng của riêng mình. Tại một số diễn đàn quốc tế này, Trung Quốc cũng đã bày tỏ sự quan tâm đến việc theo đuổi khả năng tương tác quốc tế”.
Sự xuất hiện của nhiều khái niệm cạnh tranh này đã khiến một số người tự hỏi liệu họ có tham gia vào một "cuộc đua không gian" mới để thiết lập phiên bản GPS đầu tiên trên mặt trăng hay không. Nhưng Gramling không nhìn nhận theo cách đó. "Tôi chỉ biết rằng chúng tôi đang tập trung và làm việc với các đối tác của mình vì chúng tôi có các nhiệm vụ mà chúng tôi phải hỗ trợ trong tương lai gần", bà nói. "Chúng tôi chỉ cố gắng tập trung vào việc đảm bảo rằng, trong số các đối tác mà chúng tôi đang làm việc trên LunaNet, chúng tôi được đảm bảo về các dịch vụ mà chúng tôi đang cố gắng cung cấp và chúng tôi hợp tác với nhau".
Patla chỉ ra rằng vào tháng trước, Liên minh Thiên văn Quốc tế, một tổ chức làm trung gian cho nhiều vấn đề thiên văn, đã bỏ phiếu về một nghị quyết nhấn mạnh đến sự hợp tác trong việc thiết lập thang thời gian của mặt trăng và các yếu tố khác của hệ thống PNT mặt trăng.
Patla nói rằng "Ít nhất là ở giai đoạn đầu, sự hợp tác sẽ rẻ hơn và cũng sẽ có lợi cho tất cả mọi người". "Nhưng chúng tôi không biết điều này sẽ diễn ra như thế nào".
Nguồn: Wired.com
"Bạn đã đến đích." Cụm từ này rất quen thuộc với bất kỳ ai sử dụng hệ thống định vị vệ tinh GPS để dẫn đương trên mọi hành trình từ điểm A đến điểm B.
Nhưng nếu điểm đến của bạn thực sự nằm ngoài thế giới này thì sao? Liệu một thứ gì đó giống như Dịch vụ định vị toàn cầu (GPS), hệ thống định vị vệ tinh nổi tiếng nhất, có thể được mở rộng đến các địa cầu không phải là Trái đất không?
Câu trả lời không chỉ là "có" mà còn "sớm thôi", theo các cơ quan vũ trụ tham gia vào nỗ lực mới nhằm thiết lập một chòm sao giống như GPS xung quanh mặt trăng. NASA và các đối tác ở Châu Âu và Nhật Bản đang phát triển hệ thống định vị vệ tinh mặt trăng kể từ cuối năm 2020. Vào tháng 7/2024, Cơ quan Quản lý Không gian Quốc gia Trung Quốc (CNSA) đã công bố kế hoạch xây dựng một chòm sao gồm 21 vệ tinh liên lạc và định vị để hỗ trợ cho tham vọng chinh phục mặt trăng.
Bijunath Patla, một nhà vật lý lý thuyết tại Viện Tiêu chuẩn và Công nghệ Quốc gia Hoa Kỳ (NIST) cho biết: "Cho đến nay, vẫn chưa có động lực nào để dịch chuyển toàn bộ cơ sở hạ tầng liên lạc và định vị hiện có trên Trái đất sang bất kỳ nơi nào khác trong hệ mặt trời. Bây giờ là thời điểm mọi người nghĩ đến một bước nhảy vọt như vậy trong công nghệ".
Bước nhảy vọt này được thúc đẩy bởi sự gia tăng các hoạt động và khám phá được lên kế hoạch trên Mặt trăng trong những năm tới, đòi hỏi hậu cần phức tạp bao gồm loại hệ thống định vị, định vị và thời gian (PNT) giống như cơ sở hạ tầng của chúng ta trên Trái đất. Chương trình Artemis do NASA dẫn đầu nhằm mục đích đưa các phi hành gia vào các sứ mệnh trên bề mặt tại cực nam của Mặt trăng, một mục tiêu đòi hỏi các đường truyền liên lạc đáng tin cậy và các dịch vụ định vị chính xác. Trung Quốc cũng có kế hoạch đưa phi hành đoàn lên Mặt trăng trong thập kỷ này và một loạt các tổ chức chính phủ và doanh nghiệp khác đang điều động các nhà thám hiểm rô-bốt lên bề mặt Mặt trăng trong tương lai gần.
Ngành không gian thương mại đang để mắt đến những cơ hội có thể nảy sinh trong nền kinh tế mặt trăng còn non trẻ, chẳng hạn như khai thác tài nguyên, sản xuất trọng lực thấp, nghiên cứu khoa học hoặc du lịch. Trong khi các sứ mệnh mặt trăng trước đây dựa vào các rơle cơ bản để giao tiếp và điều hướng, thì tương lai của hoạt động thám hiểm mặt trăng đòi hỏi một hệ thống vệ tinh phù hợp.
"GPS đã là xương sống của nền kinh tế của chúng ta ở đây trên Trái đất", Cheryl Gramling, một kỹ sư hàng không vũ trụ, người tham gia tiêu chuẩn mặt trăng tại NASA cho biết. "Nông nghiệp, an toàn, cứu hộ, tài chính, khai thác mỏ—tất cả các ngành công nghiệp đó thực sự dựa vào GPS".
Tương tự như vậy, bạn cần có loại cơ sở hạ tầng đó trên mặt trăng nếu bạn muốn xây dựng nền kinh tế mặt trăng, Gramling nói. Bà cho biết, việc có một hệ thống định vị mặt trăng "sẽ hỗ trợ các hệ thống hạ cánh, sử dụng tài nguyên tại chỗ và lập kế hoạch đường đi", đồng thời nói thêm: "Chúng tôi nói đùa rằng trong tương lai, bạn có thể lập kế hoạch đường đi đến LunaBucks để uống cà phê buổi sáng". Bà giải thích rằng ban đầu trọng tâm sẽ là cực nam của Mặt Trăng, xét đến các nhiệm vụ được lên kế hoạch ở đó, nhưng việc bao phủ toàn bộ địa cầu Mặt Trăng "có thể là mục tiêu dài hạn".
Giấc mơ đi bộ trên Mặt Trăng thực sự hấp dẫn, nhưng có một số câu đố phức tạp phải được giải quyết để đảm bảo hệ thống GPS trên Mặt Trăng hoạt động. Trước hết, các nhà khoa học phải giải quyết câu hỏi cơ bản: Bây giờ là mấy giờ trên Mặt Trăng? Câu trả lời không hề đơn giản. Các nhiệm vụ trên Mặt Trăng luôn tính đến chu kỳ ngày và đêm của Mặt Trăng, mỗi chu kỳ kéo dài hai tuần, nhưng hiện tại không có thang thời gian chuẩn nào trên Mặt Trăng tương tự như hệ thống Giờ Phối hợp Quốc tế (Coordinated Universal Time).
Đo thời gian chính xác là cải tiến cốt lõi cho phép các hệ thống vệ tinh định vị toàn cầu (GNSS) ra đời, một danh mục bao gồm GPS của Hoa Kỳ, BeiDou của Trung Quốc, GLONASS của Nga và các chòm sao Galileo của Châu Âu. Các vệ tinh trong các mạng lưới này mang theo đồng hồ nguyên tử có thể giải quyết thời gian trong vòng vài phần tỷ giây. Vị trí trên Trái Đất được tính toán dựa trên thời gian truyền tín hiệu vệ tinh đến máy thu mặt đất; phép đo thời gian sai lệch chỉ một nano giây sẽ tạo ra lỗi khoảng cách là 30 cm. Vì lý do này, độ chính xác thời gian cao là yếu tố cơ bản đối với các dịch vụ định vị địa lý chính xác do GNSS cung cấp và cũng sẽ là chìa khóa cho bất kỳ tương tự nào trong tương lai trên mặt trăng.
Tuy nhiên, có một điều đáng lưu ý: Đồng hồ trên Mặt Trăng chạy nhanh hơn một chút so với trên Trái Đất. Sự khác biệt này là hệ quả của thuyết tương đối rộng, cho thấy dòng chảy của thời gian bị chậm lại bởi các vật thể lớn. Mặt Trăng có khối lượng nhỏ hơn Trái Đất, do đó đồng hồ nguyên tử trên bề mặt của nó chạy nhanh hơn.
Để giải quyết vấn đề này, Patla và đồng nghiệp Neil Ashby, cũng là một nhà vật lý tại NIST, đã tính toán "độ lệch tốc độ" giữa đồng hồ trên Trái Đất và Mặt Trăng trong một nghiên cứu được công bố vào tháng trước trên Tạp chí Thiên văn học. Cặp đôi này phát hiện ra rằng đồng hồ trên Mặt Trăng chạy nhanh hơn đồng hồ trên Trái Đất khoảng 56 micro giây mỗi ngày. Ngoài ra, chuyển động tương đối của Mặt Trăng có tác động ngược lại đối với đồng hồ, làm chúng chạy chậm lại một chút, nhưng yếu tố này không đủ rõ ràng để triệt tiêu các hiệu ứng hấp dẫn làm đồng hồ chạy nhanh hơn.
"Một chiếc đồng hồ tốt trên Trái Đất sẽ mất một giây, cộng hoặc trừ, sau mỗi 14 tỷ năm ", Patla nói. Nhưng trên mặt trăng, ông nói thêm, một chiếc đồng hồ sẽ mất một giây sau mỗi 50 năm khi so sánh với một chiếc đồng hồ trên Trái đất, nếu không được hiệu chỉnh. "Nếu bạn có thể so sánh phạm vi, thì đây là một hiệu ứng lớn".
Công trình mới của Patla và Ashby đã đặt nền tảng cho một thang thời gian mặt trăng chuẩn, tương tự như UTC trên Trái đất, cho phép các nút quỹ đạo và mặt đất trong tương lai trên mặt trăng phát ra các dấu thời gian được đồng bộ hóa cần thiết cho các dịch vụ định vị và thời gian PNT chính xác.
Cấu hình chính xác của các chòm sao mặt trăng trong tương lai này, bao gồm số lượng vệ tinh và quỹ đạo mặt trăng cụ thể của chúng, vẫn đang được quyết định. NASA, Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) và Cơ quan Thám hiểm Hàng không Vũ trụ Nhật Bản (JAXA) hiện đang giám sát các dự án cho các chòm sao giống như GPS sẽ liên quan đến các đối tác thương mại. Các dự án này gồm Hệ thống Chuyển tiếp và Dẫn đường Liên lạc Mặt trăng của NASA, Sáng kiến Ánh trăng của ESA và Hệ thống Vệ tinh Dẫn đường Mặt trăng của JAXA, tất cả đều được thiết kế để tuân thủ một khuôn khổ có thể tương tác được gọi là LunaNet.
"Tôi gọi LunaNet là chiếc ô lớn", Gramling nói. “Đây là một kiến trúc xác định các tiêu chuẩn sẽ được sử dụng cho các dịch vụ liên lạc và định vị, dẫn đường và tính giờ có thể tương tác. Có một nỗ lực lớn đang được tiến hành để xác định các tiêu chuẩn đó và ghi lại chúng trong thông số kỹ thuật về khả năng tương tác của LunaNet.”
“Đây là một mô hình rất khác so với Trái đất, nơi Hoa Kỳ có GPS, Châu Âu có Galileo hoặc Nga có GLONASS,” bà nói thêm. “Vì chúng tôi đang ở giai đoạn đầu, ý tưởng là chúng tôi phải hợp tác với nhau như ba đối tác đã tham gia vào LunaNet cho đến nay và khẳng định một hệ thống giữa ba chúng tôi.”
Nói cách khác, trong khi NASA, ESA và JAXA đang làm việc trên các dự án riêng biệt của họ hiện tại, họ có kế hoạch cuối cùng sẽ hợp nhất các ý tưởng đó thành một hệ điều hành duy nhất. Các kế hoạch chi tiết cho Sáng kiến Moonlight của ESA rất hữu ích để hình dung về cách một chòm sao GNSS trên mặt trăng cuối cùng có thể diễn ra như thế nào.
Theo hình dung hiện tại của ESA, Moonlight sẽ bao gồm ít nhất năm vệ tinh, bao gồm một vệ tinh liên lạc lớn và bốn vệ tinh dẫn đường chuyên dụng nhỏ hơn, được đặt trên các quỹ đạo đặc biệt để tối ưu hóa phạm vi phủ sóng tại cực nam của mặt trăng. Thiết lập ban đầu này sẽ cung cấp 15 giờ dịch vụ PNT đáng tin cậy và có thể dự đoán được trong khu vực phủ sóng cứ sau 24 giờ, nhưng Moonlight cũng được thiết kế để có thể mở rộng quy mô, nghĩa là có thể thêm nhiều vệ tinh hơn để mở rộng khu vực dịch vụ hoặc hỗ trợ các nhiệm vụ phức tạp hơn.
"Moonlight sẽ tạo ra sự thay đổi mô hình phi thường trong lĩnh vực thám hiểm", Javier Ventura-Traveset, người giữ chức giám đốc điều hướng Moonlight tại ESA, cho biết. "Thay vì mỗi nhiệm vụ lên mặt trăng cần hệ thống liên lạc và điều hướng phức tạp riêng với sự phụ thuộc lớn vào hỗ trợ trên Trái đất, nhờ Moonlight, các nhiệm vụ trong tương lai sẽ có quyền truy cập vào các dịch vụ liên lạc băng thông rộng và hệ thống điều hướng giống GNSS trực tiếp từ quỹ đạo mặt trăng, tất cả đều theo hợp đồng dịch vụ với nhà cung cấp thương mại".
Không rõ Trung Quốc hoặc bất kỳ quốc gia nào khác có thể hợp tác trong các hệ thống chòm sao định vị mặt trăng hiện có ở mức độ nào, hoặc liệu mặt trăng có kết thúc với nhiều phiên bản GNSS, tương tự như Trái đất hay không. Đầu mùa hè năm nay, một nhóm các nhà khoa học tại Viện Công nghệ Không gian Trung Quốc đã phác thảo một kế hoạch theo từng giai đoạn cho một chòm sao theo kiểu GPS trên tạp chí Khoa học và Công nghệ Không gian Trung Quốc.
“Trung Quốc đã bày tỏ sự quan tâm đến việc phát triển cơ sở hạ tầng định vị mặt trăng tại một số diễn đàn quốc tế và đã phóng vệ tinh Queqiao-2, một vệ tinh chuyển tiếp liên lạc mặt trăng trong năm nay”, Ventura-Traveset lưu ý. “Tương tự như ESA, NASA và JAXA, có khả năng Trung Quốc cũng sẽ phát triển chòm sao định vị mặt trăng của riêng mình. Tại một số diễn đàn quốc tế này, Trung Quốc cũng đã bày tỏ sự quan tâm đến việc theo đuổi khả năng tương tác quốc tế”.
Sự xuất hiện của nhiều khái niệm cạnh tranh này đã khiến một số người tự hỏi liệu họ có tham gia vào một "cuộc đua không gian" mới để thiết lập phiên bản GPS đầu tiên trên mặt trăng hay không. Nhưng Gramling không nhìn nhận theo cách đó. "Tôi chỉ biết rằng chúng tôi đang tập trung và làm việc với các đối tác của mình vì chúng tôi có các nhiệm vụ mà chúng tôi phải hỗ trợ trong tương lai gần", bà nói. "Chúng tôi chỉ cố gắng tập trung vào việc đảm bảo rằng, trong số các đối tác mà chúng tôi đang làm việc trên LunaNet, chúng tôi được đảm bảo về các dịch vụ mà chúng tôi đang cố gắng cung cấp và chúng tôi hợp tác với nhau".
Patla chỉ ra rằng vào tháng trước, Liên minh Thiên văn Quốc tế, một tổ chức làm trung gian cho nhiều vấn đề thiên văn, đã bỏ phiếu về một nghị quyết nhấn mạnh đến sự hợp tác trong việc thiết lập thang thời gian của mặt trăng và các yếu tố khác của hệ thống PNT mặt trăng.
Patla nói rằng "Ít nhất là ở giai đoạn đầu, sự hợp tác sẽ rẻ hơn và cũng sẽ có lợi cho tất cả mọi người". "Nhưng chúng tôi không biết điều này sẽ diễn ra như thế nào".
Nguồn: Wired.com
