Đây là loại sơn "đen nhất thế giới", có thể "nuốt chửng" ánh sáng, làm vật thể biến mất hoàn toàn

[Hoàng Anh]

Loại sơn Vantablack 310 có khả năng hấp thụ tới 98% ánh sáng chiếu tới, hứa hẹn trở thành giải pháp tiết kiệm chi phí để giải quyết vấn đề các vệt nhiễu do vệ tinh tạo ra, vốn đang ảnh hưởng nghiêm trọng đến các quan sát thiên văn học.

Vantablack 310: Giải pháp cho vấn đề ô nhiễm ánh sáng từ vệ tinh ​

Một lớp phủ siêu đen mới có tên Vantablack 310, được mô tả là "sơn đen nhất thế giới", hứa hẹn sẽ trở thành một giải pháp tiết kiệm chi phí cho vấn nạn ô nhiễm ánh sáng từ các vệ tinh, một vấn đề đang ảnh hưởng ngày càng nghiêm trọng đến hoạt động nghiên cứu thiên văn kể từ khi các "siêu chòm sao" vệ tinh ở quỹ đạo Trái Đất tầm thấp (LEO) bùng nổ trong những năm gần đây.

Theo trang tin Space, Vantablack 310 là một loại sơn vệ tinh mới, không chỉ siêu đen mà còn có độ bền rất cao. Nó có thể làm giảm lượng ánh sáng bị phản chiếu bởi các vệ tinh trên quỹ đạo xuống chỉ còn 2% so với một vệ tinh không được phủ sơn, qua đó gần như có thể xóa sổ những vệt nhiễu sáng gây khó chịu khỏi các hình ảnh được chụp bởi kính viễn vọng.

Bà Noelia Noël, một nhà vật lý thiên văn tại Đại học Surrey, Anh, cho biết các vệt nhiễu do vệ tinh tạo ra có thể khiến cho những hình ảnh thu được từ các đài quan sát hàng đầu như Đài quan sát Vera C. Rubin (trị giá 1,9 tỷ USD) bị xuống cấp tới 40% hoặc thậm chí bị hư hỏng hoàn toàn.

Công nghệ đằng sau lớp sơn "siêu đen"​

Để giải quyết vấn đề này, bà Noël đã hợp tác với Surrey NanoSystems, một công ty công nghệ spin-off của chính Đại học Surrey, vốn chuyên phát triển các loại lớp phủ siêu đen cho các thiết bị khoa học được sử dụng trên vệ tinh. Họ đã cùng nhau tạo ra một loại sơn đen mới, không chỉ phản chiếu ít ánh sáng hơn so với các lựa chọn thay thế hiện có trên thị trường mà còn có thể được các nhà sản xuất vệ tinh dễ dàng áp dụng trong môi trường phòng vô trùng.

Theo ông Kieran Clifford, một nhà khoa học vật liệu tại Surrey NanoSystems, lớp phủ mới này được dựa trên một hỗn hợp độc quyền của carbon đen, một dạng carbon giống như bồ hóng, được trộn với một loại chất kết dính đặc biệt. Chính chất kết dính này giúp cho lớp sơn có thể chống chọi được với những điều kiện vô cùng khắc nghiệt trong môi trường không gian gần Trái Đất.

Trong các thử nghiệm, lớp phủ mới đã hoạt động vượt trội hơn so với các loại sơn tương tự trên thị trường, không chỉ về khả năng hấp thụ ánh sáng mà còn cả về độ bền trong không gian. Ông Clifford cho biết nhóm nghiên cứu đã tiến hành các thử nghiệm mô phỏng tương đương với 3 năm hoạt động trên quỹ đạo, và lớp phủ Vantablack 310 chỉ chịu những thay đổi rất nhỏ, trong khi các loại sơn khác đã hoàn toàn bị xói mòn bởi các yếu tố trong môi trường không gian.

Về mặt hiệu suất quang học, trong khi các sản phẩm cạnh tranh phản chiếu khoảng 5% ánh sáng chiếu tới, lớp phủ Vantablack 310 chỉ phản chiếu 2% ánh sáng trên toàn bộ quang phổ nhìn thấy và cận hồng ngoại. Vì vậy, Vantablack 310 gần như có thể "nuốt chửng" ánh sáng, làm vật liệu được phủ lớp sơn gần như biến mất hoàn toàn vào màu đen tuyệt đối.

Trước đây, công ty SpaceX cũng đã từng thử nghiệm việc sử dụng sơn tối màu để giảm độ sáng của các vệ tinh Starlink, nhưng kết quả thu được không đồng nhất. Trong một số trường hợp, các vệ tinh được sơn tối màu lại bắt đầu nóng lên quá mức do lượng ánh sáng hấp thụ vào quá lớn.

Tuy nhiên, ông Clifford tin chắc rằng loại sơn Vantablack 310 mới sẽ không gây ra vấn đề tương tự và sẽ làm cho các vệ tinh được phủ lớp sơn này trở nên ít lộ rõ hơn rất nhiều so với các vệ tinh Starlink hiện nay. "Một số mô phỏng cho thấy việc sử dụng lớp phủ của chúng tôi sẽ làm cho các vệ tinh trở nên khó có thể nhìn thấy bằng mắt thường," ông Clifford nói. "Độ sáng của chúng sẽ ở cấp 7, trong khi các vệ tinh Starlink hiện nay nằm trong khoảng từ cấp 3 đến cấp 5." (Trong thiên văn học, độ sáng là một thước đo mức độ sáng chói của vật thể, tỷ lệ nghịch với giá trị thực tế, tức là độ sáng biểu kiến càng lớn thì vật thể càng mờ).

Thử nghiệm trong không gian và tiềm năng thương mại hóa​

Surrey NanoSystems và Đại học Surrey sẽ sớm thử nghiệm lớp phủ Vantablack 310 trong môi trường không gian thực tế trên vệ tinh sinh viên có tên Jovian 1. Vệ tinh này dự kiến sẽ được phóng lên quỹ đạo Trái Đất tầm thấp vào năm sau (2026). Mặt sau của các tấm pin mặt trời của vệ tinh sẽ được phủ một lớp Vantablack 310 để kiểm tra hiệu quả.

Công ty Surrey NanoSystems cũng đã bắt đầu các cuộc đàm phán với nhiều nhà sản xuất vệ tinh lớn. Họ hy vọng rằng việc áp dụng dễ dàng, độ bền tuyệt vời và khả năng giảm độ sáng vượt trội sẽ là những yếu tố thôi thúc các công ty này sử dụng Vantablack 310 cho các thế hệ vệ tinh trong tương lai, góp phần bảo vệ bầu trời đêm cho ngành thiên văn học.