Châu Mỹ Latinh Tìm kiếm sự giàu có trong không gian bằng cách chạm tới sao Mộc trong 30 ngày

Châu Mỹ thời kỳ tiền Tây Ban Nha đã khai sinh ra những lý thuyết phức tạp trong thiên văn học cổ đại. Người Mayas, Aztec và Incas sở hữu các bảng, lịch và các hệ thống chính xác tinh xảo để mô tả và xác định chuyển động của các hành tinh, các ngôi sao, các thiên thể và các chòm sao. Ngay cả người Olmecs, trước cả ba đế chế cổ đại, đã để lại những hiện vật khiến một và nhiều nhà khảo cổ học suy nghĩ về kiến thức chính xác của họ về các vì sao. Ngày nay, các nhà khoa học và kỹ sư thời hiện đại vẫn còn hoang mang về những kỳ công kiến trúc và kỹ thuật của các đế chế cổ đại ở châu Mỹ, phản ánh độ chính xác chưa từng có về mặt thiên văn học.

Mặc dù có những di sản văn hóa, thiên văn và kỹ thuật phong phú từ ba đế chế hùng mạnh tiền Hispanic, một minh chứng cho thành tựu sáng tạo trên toàn khu vực, chỉ một số ít các nhà khoa học và kỹ sư ở Mỹ Latinh đã tham gia vào các sứ mệnh không gian hiện đại bên ngoài quỹ đạo Trái đất thấp.

 Time Machine (2017). Marco Vargas.

Câu chuyện này kể về sự nhen nhóm của ngọn lửa ở Châu Mỹ Latinh có thể bắt nguồn từ hàng thiên niên kỷ. Câu chuyện này kể về những người dám triển khai một sứ mệnh nhỏ không dùng động cơ đẩy để đến Sao Mộc trong thời gian ngắn hơn. Hiện tại, bất kỳ chuyến đi khứ hồi nào đến Sao Mộc sẽ mất nhiều năm và kinh phí cũng như ngân sách lớn hơn , vì vậy thành công trong việc đến được Sao Mộc nhanh chóng và không cần thuốc phóng có thể thay đổi hiểu biết của chúng ta về ý nghĩa của việc di chuyển qua những khoảng cách rộng lớn trong Hệ Mặt trời của chúng ta với một phần chi phí .

JOVE: Một sứ mệnh tiên phong đi đầu

Thí nghiệm vận tốc quan sát sao Mộc (JOVE) là một sứ mệnh mới sử dụng năng lượng mặt trời sẽ sử dụng động lượng, tốc độ và hướng của gió mặt trời làm lực đẩy để đến hệ Jovian trong 30 ngày. Gió mặt trời là sự dâng trào của plasma và khí ion (tích điện) liên tục do Mặt trời phát ra, có cường độ, mật độ và thành phần khác nhau nhưng luôn hiện diện trên toàn bộ hệ mặt trời.

JOVE được đề xuất bởi một nhóm các nhà khoa học và kỹ sư liên ngành ở Hoa Kỳ và Mỹ Latinh (Ecuador và Costa Rica). Họ thành lập nhóm Lực đẩy liên hành tinh thực tế tại Ủy ban Lực đẩy Chuyến bay Tương lai Hạt nhân của Viện Hàng không và Du hành Hoa Kỳ (AIAA).

 JOVE rendering. Image credits: B. Freeze, J. Greason, R. Nader et al.

JOVE sẽ được thiết kế với kiến trúc vệ tinh siêu nhỏ 16U bao gồm hai cuộn dây siêu dẫn nhiệt độ cao có đường kính 9 mét. Các cuộn dây này chịu trách nhiệm tham gia vào hệ thống đẩy "Wind Rider". Hệ thống Wind Rider đã được thử nghiệm trên mặt đất. Đối với sứ mệnh, tàu vũ trụ sẽ sử dụng các cuộn dây siêu dẫn để tạo ra một từ trường quay lớn (RMF) tương tác với gió Mặt Trời để tạo lực đẩy và từ quyển dày đặc của Sao Mộc để giảm tốc.

Hầu hết phần cứng của JOVE sẽ được xây dựng bởi Cơ quan Vũ trụ Dân sự Ecuador (EXA) , cơ quan có nhiều kinh nghiệm thiết kế phần cứng mạnh mẽ và nhỏ gọn cho thị trường Cubesat, bao gồm một trong những loại pin có mật độ năng lượng cao nhất dành cho Cubesats (350Whr). Loại pin này sẽ vận hành đèn hiệu đo từ xa để đo và truyền dữ liệu. Ngoài ra, trọng tải khoa học nhỏ sẽ bao gồm cảm biến SPAN-Ai được phát triển tại Đại học California, Berkeley, để nghiên cứu vận tốc của gió Mặt trời và plasma dày đặc trong từ quyển của Sao Mộc. Nó cũng sẽ bao gồm một camera chiếu hậu để chụp Sao Mộc.

 JOVE's schematics. Image credits: B. Freeze, J. Greason, R. Nader et al.

Vụ phóng của JOVE phải xảy ra khi sao Mộc đối diện trực tiếp với Mặt trời vào ngày 2 tháng 11 năm 2023 hoặc ngày 7 tháng 12 năm 2024, để tham gia vào hệ thống đẩy Wind Rider mà không có súng cao su hấp dẫn (trọng lực hỗ trợ). Sau đó, JOVE có thể được triển khai vào quỹ đạo mặt trăng hoặc từ độ cao cách Mặt trời 60 - 90K km bằng một bệ phóng tên lửa truyền thống. Khi ở trong không gian, JOVE sẽ kích hoạt RMF bên trong hai cuộn dây và triển khai các mảng bảng điều khiển năng lượng mặt trời và tấm che nắng (để bảo vệ các cuộn dây ở một khoảng cách nhất định). Nhóm nghiên cứu hy vọng Người lái gió của JOVE sẽ tăng tốc tàu vũ trụ với vận tốc gần 300 km s-1.

 JOVE rendering. Image credits: B. Freeze, J. Greason, R. Nader et al.

Ronnie Nader

Không có con đường tắt để trở thành một loài du hành vũ trụ. Nâng cao sức đẩy trong không gian là trọng tâm của việc trở thành đa hành tinh. Theo Tư lệnh Ronnie Nader, chúng ta cần bắt đầu xây dựng và thử nghiệm các hệ thống đẩy thực tế có thể đưa chúng ta đến các hành tinh bên ngoài trong thời gian ngắn hơn đáng kể và với chi phí thấp hơn đáng kể. Chỉ huy Nader là nhà du hành vũ trụ đầu tiên và duy nhất của Ecuador, người dân thường đầu tiên trong lịch sử hiện đại hoàn thành khóa đào tạo du hành vũ trụ tại GCTC ( ASA / T Degree - Advanced Suborbital Astronaut Trained ) với sự hỗ trợ của Không quân Ecuador (FAE). Ông đã thành lập Cơ quan Không gian Dân dụng Ecuador (EXA) với trụ sở chính tại Guayaquil sau khi được đào tạo vào năm 2007 và đã từng là Giám đốc Hoạt động Không gian của cơ quan này. Nader giữ nhiều chức vụ thành viên cao cấp tại Viện Hàng không và Du hành vũ trụ Hoa Kỳ (AIAA), Ủy ban An ninh Không gian của Liên đoàn Du hành Quốc tế (IAF) và Học viện Du hành Quốc tế, cùng nhiều cơ quan khác.

Vào năm 2019, Nader đã thành lập nhóm công tác Lực đẩy liên hành tinh thực tế tại Ủy ban Lực đẩy hạt nhân và tương lai AIAA để phát triển các hệ thống đẩy tiên tiến với khung thời gian thực tế. Nguồn cảm hứng của Nader bắt nguồn từ kinh nghiệm kinh doanh và nghề nghiệp của ông ở Mỹ Latinh. Nếu không có ngân sách hàng triệu đô la và cơ sở hạ tầng để theo đuổi khoa học tiên tiến trong không gian, Nader đã phải tháo vát và sáng tạo với những gì có sẵn.

Nader đã tuyển dụng những người còn lại của nhóm Nhóm Lực đẩy Liên hành tinh Thực tế vào thời điểm cao điểm của đại dịch COVID-19. Họ bắt đầu nghiên cứu các khái niệm khác nhau và tuân theo các quy tắc cụ thể. Các quy tắc của nhóm có thể được tóm tắt như sau: bất kỳ khái niệm mang tính cách mạng nào đều phải được chứng minh bằng toán học và được xây dựng dựa trên các tiền lệ đã được mô phỏng, thực hiện hoặc thử nghiệm trên mặt đất và trong không gian. Nhưng, quan trọng hơn, nhóm phải sử dụng các định luật vật lý hiện đại đã được chứng minh.

“Điều quan trọng là phải chỉ ra rằng các hành tinh không phát triển. Nader nói. “Hơn nữa, mọi thứ mà hành tinh tạo ra đều là giới hạn tham vọng của con người. Nhưng điều này không nhất thiết phải đúng. Sự giàu có của hệ mặt trời có thể thay đổi cách chúng ta sống từ nền kinh tế đơn hành tinh sang nền kinh tế đa hành tinh. Những sự giàu có này có thể định nghĩa lại khái niệm nghèo đói cho đến khi nó trở nên lỗi thời, nhưng chỉ khi chúng ta có thể đạt được nó. Về mặt thực tế, thách thức hiện tại của ngành kinh doanh không gian là phải mất một thập kỷ cho bất kỳ chuyến đi nào. Chúng ta cần làm cho nó có giá cả phải chăng để có thể cung cấp tài chính cho nó. Vì vậy, với tư cách là một loài sinh vật đang phát triển sẽ sớm chiếm lĩnh hoàn toàn khu vực sinh thái của nó, tại sao chúng ta không xem xét các kho báu trong Hệ Mặt trời trong tầm tay của chúng ta? Một loại khoáng sản duy nhất có thể tác động lớn đến sự phát triển kinh tế của Mỹ Latinh ”.

Nader chỉ ra điều hiển nhiên. Doanh nghiệp có thể nhanh chóng ngừng hoạt động kinh doanh mà không có lợi nhuận. Đối với ngay cả những nhà đầu tư, doanh nhân và khách hàng tiềm năng cởi mở nhất, tư duy dài hạn tiềm ẩn trong một nền kinh tế đa hành tinh có thể vẫn còn quá xa vời. Thử nghiệm của JOVE trong không gian sẽ là bước đệm cho nhóm nghiên cứu tìm cách điều chỉnh cuộc trò chuyện từ không gian sâu như một thứ xa xỉ sang không gian sâu như một điều cần thiết cho một nền văn minh ngày càng đói năng lượng. Việc tái cấu trúc này sẽ đòi hỏi phải điều chỉnh nhận thức rằng chỉ các cơ quan vũ trụ truyền thống và các tập đoàn lớn, được tài trợ tốt mới có thể triển khai các sứ mệnh khoa học phức tạp ngoài quỹ đạo Trái đất tầm thấp.

Đối với khu vực Châu Mỹ Latinh giàu tài nguyên thiên nhiên hữu hạn và khoáng sản quý, bao gồm cả liti và muối, trong số nhiều khu vực khác, cơ hội dấn thân vào vùng rộng lớn với mức giá phải chăng sẽ có vẻ như là một cơ hội dễ bán. Tuy nhiên, thật không may, nó không nhất thiết phải như vậy.

“Tên lửa luôn được coi là giải pháp mặc định cho việc du hành giữa các hành tinh. Tuy nhiên, trong suốt lịch sử không gian của nhân loại, nhiều quyết định về kỹ thuật và công nghệ đã có ý nghĩa hoặc lợi ích chính trị gắn liền với nó nhưng phải trả giá bằng tính thực tế. Chúng tôi muốn tiếp tục trung thành với thiết kế kỹ thuật và khoa học như dự định ban đầu, và với quyền tự do lựa chọn độc lập. ”

Nhóm dự kiến sẽ tài trợ cho sự ra mắt của JOVE bằng nguồn vốn từ khu vực tư nhân.

Jaime Jaramillo

Đối với Jaime Jaramillo, việc thực hiện một sứ mệnh khoa học liên hành tinh đối với châu Mỹ Latinh là rất quan trọng. Jaramillo là Phó Giám đốc Hoạt động Không gian của EXA , và là Giám đốc điều hành của Viện Nghiên cứu Hàng không Vũ trụ Lượng tử - QAS có trụ sở tại Quito.

“Thật vinh dự khi được làm việc trong nhóm này, đặc biệt là xem xét các hệ thống đẩy thực tế cho Hệ Mặt trời. Hãy xem xét cách chúng ta có thể phát triển nhanh hơn các nhiệm vụ thăm dò khai thác đưa khoáng sản trở lại Trái đất. Nó có thể là một công việc kinh doanh tuyệt vời cho bất kỳ ai trong khu vực muốn đầu tư vào nó ”.

Jaramillo đã chứng kiến giá trị của việc chuyển giao kiến thức bằng cách làm việc trên JOVE.

“Hiện tại, viễn thông không gian sâu đang được dẫn đầu bởi chỉ một vài hệ thống gắn liền với các cơ quan vũ trụ đã thành lập, chẳng hạn như Mạng Không gian Sâu (DSN) của NASA và Mạng Không gian Gần (Near Space Network). Nhưng việc đặt và lên lịch trong các hệ thống này, theo truyền thống chỉ phục vụ một số ít nhiệm vụ, mang đến một cơn ác mộng về hậu cần vì chúng không mở rộng quy mô tốt. Thời gian chờ đợi để đặt chỗ thường kéo dài nhiều thập kỷ. Vì vậy, một ứng dụng thực tế của du hành liên hành tinh có nghĩa là chúng ta phải bắt đầu làm việc độc lập trên các hệ thống mặt đất độc lập với các hệ thống lớn và đã được thiết lập này. Đó là điều mà chúng tôi đã học được chỉ khi làm việc trên thiết kế của JOVE bởi vì, tại EXA, chúng tôi sẽ đi hết sức mình khi tham gia. Những bài học kinh nghiệm đã hữu ích cho tương lai, khiến việc tập trung của chúng tôi vào sứ mệnh này trở nên có ý nghĩa ”.

Adolfo Chaves Jiménez

Adolfo Chaves Jiménez, một kỹ sư, giáo sư và nhà nghiên cứu hệ thống vũ trụ ở Costa Rica, là một phần của nhóm điều hướng của JOVE - một thành phần nhiệm vụ thiết yếu và đầy thử thách. Định hướng của tàu vũ trụ ảnh hưởng trực tiếp và sâu sắc đến động lực, điều hướng và điều khiển của nó. Không có thuốc phóng, JOVE sẽ điều hướng ở tốc độ cao với các thông số thay đổi của gió mặt trời khiến khả năng cơ động của JOVE đặc biệt khó lường trước. Nhiều thông số cần thiết để tạo ra điều hướng thực tế sẽ chỉ được biết khi nhiệm vụ được khởi động.

Chaves có chuyên môn trong cả định hướng tàu vũ trụ và động lực học quỹ đạo. Bất chấp những ẩn số, vai trò của anh ấy như một phần của nhóm điều hướng là phát triển và giám sát các cảm biến trên tàu sẽ xác định hướng trong suốt sứ mệnh và phần mềm nhiệm vụ quỹ đạo để đảm bảo JOVE đến đích cuối cùng.

Chaves giải thích: “Có rất nhiều thứ mà chúng tôi phải giải quyết từ quan điểm khái niệm và công nghệ. “Nhưng chúng tôi đang sử dụng các nguyên tắc và hệ thống đã được chứng minh đã tồn tại để áp dụng một tư duy thiết kế hiệu quả và thử nghiệm nó.”

Đối với Chaves, Internet và những tiến bộ trong tính toán, phần mềm và mô phỏng đã thay đổi cách các chuyên gia không gian cộng tác và được đào tạo. Sự gần gũi không còn là yếu tố cản trở việc làm việc hiệu quả với những người khác.

“Tôi tin rằng kỹ năng và năng lực cho các nhiệm vụ không gian cấp cao được phân bổ đồng đều trên toàn thế giới. JOVE cho thấy rằng nhiều chuyên gia ở Mỹ Latinh có cùng trình độ chuyên môn cạnh tranh như ở các khu vực địa lý khác. Trên thực tế, việc giải quyết vấn đề đối với nhiều người trong chúng ta ở Mỹ Latinh đòi hỏi phải có tính sáng tạo cao và cực kỳ thực tế, do những hạn chế về ngân sách và khả năng tiếp cận cơ sở hạ tầng. Vì vậy, có rất nhiều phạm vi trong thiết kế và sáng tạo bởi vì kiểu thiết kế hiệu quả này nhắm đến một số khía cạnh cụ thể và việc làm việc trên nó sẽ không bị ảnh hưởng bởi quốc tịch của bạn như trong trường hợp chỉ làm việc cho các cơ quan vũ trụ hoặc ở một số địa phương nhất định. ”

Chaves đã nói về một khối văn hóa và tài chính đã ăn sâu vào trong ngăn cản khoa học vũ trụ và nghiên cứu phát triển trong khu vực. Theo Chaves, một phần của khối này liên quan đến cảm giác không được trang bị đầy đủ hoặc không được chuẩn bị so với các quốc gia du hành vũ trụ lâu đời hơn. Tuy nhiên, lịch sử của Argentina và Brazil cho thấy các nhà khoa học và kỹ sư có tư duy tiến bộ đã đi tiên phong trong những tiến bộ quan trọng như thế nào vào đầu những năm 1950, với những công cụ và thiết bị sẵn có vào thời điểm đó và đôi khi sánh ngang với Hoa Kỳ.

“Tôi tin rằng bẩm sinh đã có con người để khám phá. Giấc mơ trở thành hiện thực trong việc rút ngắn khoảng cách giữa các hành tinh và ảnh hưởng đến sự hiểu biết của nhân loại về khả năng tiếp cận hệ mặt trời. Đối với tôi, lĩnh vực này luôn là một phép thử phản ánh sự phát triển của xã hội tại một thời điểm cụ thể. Ở Mỹ Latinh, chúng tôi có thể ở cùng trình độ với những người khác ở các quốc gia công nghiệp hóa bởi vì chúng tôi có thể rất sáng tạo và làm những điều sáng tạo ngoài việc giải quyết các vấn đề kỹ thuật đẹp đẽ ”.

Bài học chính: Dám lập kế hoạch táo bạo

 Time Machine (2017). Marco Vargas.

Tôi đã nhận thấy rằng mặc dù dấu ấn không gian của khu vực vẫn còn vướng mắc về nguồn tài chính, nhưng thiếu nhân tài không phải là vấn đề. Nader, Jaramillo và Chaves đã và đang đi tiên phong trong nhiều nỗ lực trong khu vực nhằm giúp việc nghiên cứu và phát triển không gian có thể tiếp cận được. Tôi đã viết về kế hoạch của họ để khởi động một phi hành đoàn bay dưới quỹ đạo toàn Mỹ Latinh ( LATCOSMOS-C ) và một mạng lượng tử trong không gian .

Nhóm JOVE, bao gồm Nader và các cộng sự, và các nhà nghiên cứu được công nhận ở Hoa Kỳ, sẽ có vị trí duy nhất để tận dụng chuyên môn và mạng lưới rộng lớn hơn của họ để thực hiện sứ mệnh này. Ai cũng có thể ước mơ, nhưng chỉ những người dám đạt được mới thực hiện được kế hoạch của mình.

//

Nghệ sĩ Marco Vargas đến từ tỉnh Santo Domingo ở Ecuador đã thiết kế hơn bảy năm. Lấy cảm hứng từ những bí ẩn và mới lạ của trí tuệ nhân tạo, máy học và vũ trụ đã biết, Vargas đã tạo ra đồ họa chuyển động ngắn, Cỗ máy thời gian (2017) .

Vargas nói: “Thật kinh ngạc khi thấy nghệ thuật và công nghệ song hành với nhau như thế nào. “Nghệ thuật mang đến một tầm nhìn tiên tri và đột phá về tương lai sẽ như thế nào trong khi có thể dự đoán vô số tình huống có thể xảy ra trong đó khoa học và công nghệ là một phần của thực tế được viết hoặc minh họa bởi nghệ sĩ. Tôi rất muốn chứng kiến một cuộc cách mạng trong lĩnh vực không gian và công nghệ ở Mỹ Latinh để khu vực này tham gia nhiều hơn vào việc đề xuất, phát triển và tạo ra các tài sản công nghệ giúp đẩy nhanh tốc độ tăng trưởng và gia tăng giá trị cho ngành công nghiệp đang phát triển này ”.

Tiết lộ đầy đủ: Tôi không có bất kỳ lợi ích tài chính nào được giao cho các công ty hoặc dự án được thảo luận trong bài viết này tại thời điểm xuất bản (tháng 6 năm 2022). Tôi không giải trí các đề nghị tiếp thị liên kết hoặc xác nhận trả tiền sẽ ảnh hưởng đến nghiên cứu của tôi cho bài báo.

Nếu bạn thích đọc tác phẩm này, hãy cho phép tôi mời bạn đến với blog không gian độc lập của tôi MONI-07B . Nó không có quảng cáo, được những người đọc như bạn ủng hộ và quan trọng hơn là trưng bày các nghiên cứu và tác phẩm nghệ thuật gốc. Đọc thêm về lý do tại sao điều này lại quan trọng . Được truyền cảm hứng từ những khả năng trong tương lai của chúng ta trong không gian! Đăng ký ngay hôm nay .