Đài quan sát thiên văn vô tuyến quốc gia (Mỹ) - viết tắt là NRAO, đã tham gia vào một nhiệm vụ không gian mới của NASA ở mặt sau của Mặt Trăng để tìm hiểu về thời điểm những ngôi sao đầu tiên bắt đầu hình thành trong vũ trụ.
Vũ trụ rất tối tăm và mù mịt trong giai đoạn được gọi là "thời kỳ tối" - một giai đoạn chỉ sau Big Bang khoảng 380.000 năm. Khi đó chưa có những cấu trúc có thể tạo ra ánh sáng như các sao và thiên hà, chỉ có những đám mây lớn chứa hydro. Khi vũ trụ giãn nở và bắt đầu lạnh dần, lực hấp dẫn gây ra sự hình thành của các sao và lỗ đen, khiến thời kỳ tối kết thúc và bắt đầu "bình minh của vũ trụ" kéo dài hàng chục triệu năm sau đó.
Để tìm hiểu thêm về thời kỳ tối của vũ trụ và hiểu về thời điểm và cách mà các sao đầu tiên hình thành, các nhà thiên văn học đang cố gắng bắt lấy năng lượng đã được phát ra từ những đám mây hydro này dưới dạng sóng vô tuyến, thông qua cái được gọi là vạch 21 cm.
Nhưng việc thu thập các tín hiệu về vũ trụ sơ khai thực sự là một thách thức lớn. Hầu hết chúng bị chặn lại bởi khí quyển của Trái Đất, hoặc bị che lấp bởi những tín hiệu vô tuyến do chính con người tạo ra. Vì thế, một nhóm các nhà khoa học và kỹ sư đã quyết định gửi một tàu không gian nhỏ tới quỹ đạo Mặt Trăng và đo tín hiệu này từ mặt bên kia của Mặt Trăng - nơi không bị nhiễu bởi các tín hiệu vô tuyến nhân tạo.
Tàu không gian này được gọi là DAPPER (viết tắt của "Dark Ages Polarimetry Pathfinder", có nghĩa là Kẻ tìm đường thời kỳ tối bằng phương pháp phân cực). Nó sẽ được thiết kế để tìm kiếm những tín hiệu vô tuyến yếu từ giai đoạn sớm của vũ trụ trong khi chuyển động ở quỹ đạo thấp của Mặt Trăng. Máy thu vô tuyến đặc biệt của nó và ăng ten tần số cao đang được phát triển bởi một nhóm nghiên cứu tại phòng thí nghiệm CDL của NRAO đặt ở Charlottesville, Virginia (Mỹ) do kỹ sư nghiên cứu cấp cao Richard Bradley đứng đầu.
"Không có kính thiên văn vô tuyến nào trên Trái Đất hiện tại có thể đo và xác nhận một cách chắc chắn những tín hiệu rất mờ nhạt của hydro trung hòa từ vũ trụ sớm, bởi vì có quá nhiều tín hiệu khác mạnh hơn," Bradley nói. "Tại CDL, chúng tôi đang phát triển những kỹ thuật đặc biệt để cải thiện quá trình đo mà DAPPER sẽ thực hiện, qua đó giúp chúng tôi phân tách được tín hiệu yếu đó ra khỏi những nhiễu loạn khác."
Dự án này được xây dựng dựa trên công trình của Marian Pospieszalski, người đã phát triển bộ khuếch đại tiếng ồn thấp một cách rất thành công cho WMAP - một tàu không gian đã đo được con số chính xác nhất về tuổi của vũ trụ.
DAPPER sẽ là một phần trong chương trình Artemis của NASA với mục tiêu đưa "người phụ nữ đầu tiên và người đàn ông tiếp theo" tới Mặt Trăng vào năm 2024. Nó có thể sẽ được phóng từ vùng lân cận của Lunar Gateway - trạm không gian được lên kế hoạch sẽ đặt ở quỹ đạo của Mặt Trăng và hoạt động như một trung tâm liên lạc và phòng thí nghiệm khoa học. Vì có thể tận dụng mối quan tâm đang tăng lên rất nhanh về việc đưa con người tới Mặt Trăng, DAPPER sẽ có giá thành rẻ hơn và nhỏ gọn hơn nhiều so với một nhiệm vụ toàn diện của NASA.
NRAO sẽ dành 2 năm tới để thiết kế và phát triển một nguyên mẫu cho thiết bị thu nhận của DAPPER, sau đó nó sẽ được đưa tới Phòng thí nghiệm khoa học không gian tại UC Berkeley để thử nghiệm trong môi trường ngoài không gian.
DAPPER được thực hiện với sự hợp tác giữa Đại học Colorado-Boulder, Đại học California-Berkeley, Đài quan sát thiên văn vô tuyến quốc gia (Mỹ), Bradford Space Inc., và Trung tâm nghiên cứu Ames của NASA.
Bryan
Theo Phys.org
