Nhóm kỹ sư dự án tàu vũ trụ Juno của NASA, con tàu đang thực hiện nhiệm vụ khám phá Sao Mộc, vừa công bố kết quả thành công trong việc sửa chữa máy ảnh JunoCam. Thông tin này được chia sẻ tại Hội nghị về Hiệu ứng Bức xạ Hạt nhân & Không gian, do Viện Kỹ sư Điện và Điện tử tổ chức ở Nashville, Mỹ vào ngày 16/7 vừa qua.
JunoCam là một máy ảnh màu, được thiết kế để hoạt động trong môi trường ánh sáng khả kiến, chuyên chụp ảnh mặt trăng Io của Sao Mộc. Điểm đặc biệt của máy ảnh này là bộ phận quang học được đặt bên ngoài một khoang bảo vệ bằng titan, nhằm che chắn các linh kiện điện tử nhạy cảm khỏi tác động của bức xạ. Tàu Juno phải đối mặt với trường bức xạ hành tinh mạnh nhất trong hệ Mặt Trời trong suốt hành trình của mình. Mặc dù các nhà thiết kế dự án tin rằng JunoCam có thể hoạt động tốt trong 8 vòng quỹ đạo đầu tiên quanh Sao Mộc, nhưng tuổi thọ thực tế của thiết bị sau đó vẫn là một ẩn số.
Trong 34 vòng quỹ đạo đầu tiên, JunoCam hoạt động ổn định và gửi về Trái Đất nhiều hình ảnh giá trị cho nghiên cứu khoa học. Tuy nhiên, đến vòng thứ 47, máy ảnh bắt đầu xuất hiện dấu hiệu hư hỏng do ảnh hưởng của bức xạ. Tình trạng trở nên nghiêm trọng hơn ở vòng thứ 56, khi hầu hết các bức ảnh chụp được đều bị lỗi.
Mặc dù nhóm nghiên cứu nhận thức được vấn đề có thể liên quan đến bức xạ, việc xác định chính xác bộ phận nào của JunoCam bị ảnh hưởng từ khoảng cách hàng trăm triệu km là một thách thức lớn. Các dấu hiệu ban đầu cho thấy một bộ điều chỉnh điện áp bị lỗi, bộ phận này đóng vai trò quan trọng trong việc cung cấp năng lượng cho JunoCam. Trước tình hình đó, các kỹ sư đã quyết định thử nghiệm quy trình “ủ”, trong đó vật liệu được nung nóng trong một khoảng thời gian nhất định trước khi làm nguội từ từ. Mặc dù cơ chế của quy trình này chưa được hiểu đầy đủ, người ta tin rằng việc nung nóng có thể giúp giảm bớt các hư hỏng trong vật liệu.
Kỹ sư hình ảnh Jacob Schaffner từ Malin Space Science Systems, công ty chịu trách nhiệm thiết kế, phát triển và vận hành JunoCam, cho biết: “Chúng tôi biết quy trình ủ có thể thay đổi các vật liệu như silicon ở cấp độ vi mô, nhưng không chắc chắn liệu nó có thể khắc phục được hư hỏng hay không.” Nhóm nghiên cứu đã ra lệnh cho một máy sưởi của JunoCam tăng nhiệt độ máy ảnh lên 25 độ C, cao hơn nhiều so với mức thông thường, và chờ đợi kết quả.
Ngay sau khi quy trình ủ kết thúc, JunoCam bắt đầu cho ra những hình ảnh sắc nét trở lại trong các vòng quỹ đạo tiếp theo. Tuy nhiên, do Juno tiếp tục di chuyển sâu hơn vào trung tâm của trường bức xạ Sao Mộc, các vấn đề về hình ảnh lại tái diễn ở vòng quỹ đạo thứ 55.
Michael Ravine, người phụ trách thiết bị JunoCam tại Malin Space Science Systems, cho biết: “Sau vòng quỹ đạo thứ 55, hình ảnh xuất hiện nhiều vệt nhiễu. Chúng tôi đã thử nhiều phương pháp xử lý ảnh khác nhau để cải thiện chất lượng, nhưng không hiệu quả.” Cuối cùng, họ quyết định tăng nhiệt độ máy sưởi của JunoCam lên mức tối đa để xem liệu quy trình ủ mạnh hơn có thể cứu vãn thiết bị hay không.
Những hình ảnh thử nghiệm được gửi về Trái Đất trong quá trình ủ cho thấy rất ít cải thiện trong tuần đầu tiên. Tuy nhiên, khi thời điểm bay gần Io chỉ còn vài ngày, chất lượng hình ảnh bắt đầu cải thiện đáng kể. Vào ngày 30/12/2023, khi Juno tiếp cận bề mặt mặt trăng này ở khoảng cách 1.500 km, hình ảnh thu được sắc nét như những ngày đầu hoạt động của máy ảnh. Thiết bị đã ghi lại những hình ảnh chi tiết về vùng cực bắc của Io, cho thấy các khối núi phủ đầy sương giá sulfur dioxide nhô lên từ đồng bằng và nhiều núi lửa với dòng dung nham rộng lớn.
Đến nay, tàu vũ trụ Juno, hoạt động bằng năng lượng mặt trời, đã hoàn thành 74 vòng quay quanh Sao Mộc. Gần đây, tình trạng nhiễu ảnh lại xuất hiện trong vòng quỹ đạo thứ 74. Dựa trên kinh nghiệm thu được từ JunoCam, nhóm nghiên cứu đã áp dụng các biến thể của quy trình ủ cho một số thiết bị và hệ thống kỹ thuật khác trên tàu.
Admin
Nguồn: VnExpress
