Sau gần 30 năm lên dự án và đề xuất chuẩn bị, Hiệp hội Thiên văn học châu Âu (EAS) đã cho biết, từ 1/7 vừa công trình Đài quan sát Square Kilometre Array (SKA) đã chính thức được triển khai theo dự án tại hai địa điểm Australia và Nam Phi.
Kính viễn vọng SKA chuyên nghe vô tuyến tín hiệu ở dải tần số lớn từ 70 MHz đến ít nhất 25 GHz với vùng dữ liệu tổng hợp là một kilomet vuông. Thay vì dựa vào ổ đĩa lớn, công trình sẽ bao gồm mạng lưới đĩa và ăng ten chuẩn thiết kế, phân bố ở hai địa điểm. SKA-Mid tổ hợp nằm trên sa mạc Karoo ở Nam Phi, sẽ sử dụng 197 đĩa và mỗi đĩa có đường kính 15 m, để nghe dải tần số trung. Tổ hợp SKA-Low sẽ chỉ tập trung vào dải tần số thấp hơn và bao gồm 131.072 ăngten nằm ở phía bắc thành phố Perth, bang Tây Úc.
Theo thông báo của Hiệp hội Thiên văn học châu Âu (EAS), Dự án kính thiên văn vô tuyến SKA có sự hợp tác của 16 quốc gia bao gồm Úc, Trung Quốc, Pháp, Đức, Ấn Độ, Ý, Canada, Nhật Bản , Hàn Quốc, Hà Lan, Bồ Đào Nha, Nam Phi, Tây Ban Nha, Thụy Điển, Thụy Sĩ và Anh với số vốn đầu tư đóng góp tổng cộng 1,55 Tỷ USD chi phí xây dựng và 0,83 Tỷ USD cho 10 năm đầu tiên vận hành.
Mục lục
Dự án xây dựng kính viễn vọng vô tuyến
Chùm vệ tinh quỹ đạo thấp được cho là mối đe dọa cực kỳ đáng lo ngại đối với kính viễn vọng vô tuyến dự kiến sẽ được xây dựng trong thời gian tới với trị giá hàng tỷ USD.
Trong một cuộc họp thường niên của Hiệp hội Thiên văn châu Âu diễn ra ngày 29/6 vừa qua, ông Philip Diamond, Tổng Giám đốc của Đài quan sát Square Kilometre Array (SKA) đã thông báo rằng, Hiệp hội đã chính thức phê duyệt kế hoạch chuyển sang giai đoạn xây dựng kính thiên văn vô tuyến.
Đài quan sát SKA sẽ có hai cơ sở riêng biệt, gồm đài SKA-Low nằm ở Tây Úc, dự kiến sẽ có hơn 130.000 ăng-ten thực hiện các quan sát ở tần số thấp và đài SKA-Mid nằm ở Nam Phi sẽ có 197 ăng-ten để thực hiện các quan sát ở tần số tầm trung.
Theo kế hoạch, dự án xây dựng đài SKA được chuyển sang giai đoạn xây dựng vào ngày 1/7 và dự kiến sẽ hoàn thành việc xây dựng vào năm 2029.
SKA được thiết kế để hỗ trợ một loạt các nghiên cứu thiên văn học, từ các nghiên cứu về năng lượng tối và các sao xung đến thiên văn học. Khái niệm về SKA có từ ba thập kỷ trước, khi các nhà thiên văn lần đầu tiên xem xét các khái niệm cho một kính viễn vọng vô tuyến với diện tích trải dài một km2.
Thách thức đối với kính viễn vọng vô tuyến
Một thách thức về công nghệ đối với kính viễn vọng vô tuyến đó là nhiễu tần số vô tuyến. Diamond cho biết trong một cuộc họp báo ngày 29/6: “Chúng tôi đã quen đối phó với vấn đề can nhiễu từ các hệ thống vệ tinh và máy bay. Tuy nhiên, các chùm vệ tinh lớn có thể làm ảnh hưởng rất lớn cho chúng tôi”.
Sự khác biệt ở đây là số lượng vệ tinh, các chùm vệ tinh lớn có thể lên đến hàng chục nghìn vệ tinh. Nhiều loại sẽ hoạt động trên các tần số mà SKA-Mid được ưu tiên hoạt động nhằm điều chỉnh để quan sát thiên văn, trong khoảng tần số từ 350 MHz đến 15,3 GHz.
Ông Diamond cho biết, SKA đang thảo luận về mặt kỹ thuật với các nhà khai thác vệ tinh về các biện pháp nhằm hạn chế đáng kể tác động lên kính thiên văn của SKA.
Việc làm cần thiết cho kính viễn vọng vô tuyến
Trong một cuộc nói chuyện tại hội nghị ngày 2/7, Federico Di Vruno, Giám đốc phụ trách lĩnh vực phổ tần số của Đài quan sát SKA cho biết, đài quan sát đã phát triển công nghệ để xác định nguồn nhiễu tần số vô tuyến từ các vệ tinh để loại bỏ nó khỏi dữ liệu. Ông nói: “Điều này sẽ làm mất thời gian quan sát; nhưng sự can nhiễu như vậy từ các chùm vệ tinh của OneWeb và SpaceX; sẽ chiếm ít hơn 4% số lần quan sát”.
Tuy nhiên, ông cũng cảnh báo rằng; ngay cả khi vấn đề có thể kiểm soát được với những chùm vệ tinh hiện tại; thì các hệ thống vệ tinh trong tương lai sẽ cũng làm gia tăng can nhiễu. Vì các chùm vệ tinh của cả OneWeb và SpaceX ngày càng mở rộng; bên cạnh đó chùm vệ tinh Guowang của Trung Quốc; được dự kiến sẽ có 13.000 vệ tinh được phóng lên quỹ đạo trong tương lai.
Ông nói: “Triển vọng về các chùm vệ tinh gồm hàng chục nghìn vệ tinh; là điều vô cùng quan tâm đối với thiên văn học vô tuyến. Ông gợi ý, các nhà khai thác vệ tinh có thể giúp đỡ bằng cách đồng ý; không truyền tín hiệu khi vệ tinh của họ bay qua khu vực hạn chế truyền sóng vô tuyến; để bảo vệ kính viễn vọng vô tuyến; hoặc trạm liên lạc khỏi nhiễu tần số vô tuyến; khu vực này được gọi là “vùng yên tĩnh vô tuyến”.
Kinh phí để xây dựng và vận hành SKA
SKA phải đối mặt với một thách thức khác; đó là chi phí tăng lên khi xây dựng hai cơ sở. Dự kiến, SKA phải chi 2 tỷ euro (2,4 tỷ USD); để xây dựng và vận hành SKA trong thập kỷ tới.
Diamond nói rằng, Đài quan sát SKA, một tổ chức đa quốc gia; vẫn đang làm việc để quyên góp tiền từ hơn một chục quốc gia. Hiện tại, chúng tôi đã huy động được phần lớn số tiền tài trợ cần thiết.
Một điều đáng chú ý là dự án xây dựng kính viễn vọng vô tuyến này; không có sự tham gia của Mỹ mặc dù trước đó, các nhà thiên văn học của Mỹ; cũng đã tham gia vào việc lập kế hoạch ban đầu cho kính viễn vọng vô tuyến; và có thời điểm Mỹ dự kiến sẽ cung cấp 1/3 kinh phí cho dự án. Tuy nhiên, sau đó SKA không được xem là một ưu tiên; trong cuộc khảo sát vật lý thiên văn năm 2010; nơi các nhà thiên văn học Mỹ thay vào đó; đã chọn những kính thiên văn trên mặt đất khác xứng đáng hơn để tài trợ.
Tuy vậy, theo ông Diamond thì các nhà thiên văn học người Mỹ; vẫn tham gia vào các hoạt động của SKA; bao gồm cả các cuộc khảo sát, đánh giá.
Bên cạnh đó, việc xây dựng và vận hành kính thiên văn vô tuyến SKA ở xứ sở chuột túi; sẽ góp phần nâng cao năng lực sản xuất của các doanh nghiệp trong nước; thuộc lĩnh vực công nghệ có kỹ năng cao và cho phép tạo ra những đột phá khoa học lớn.