Công nghệ mới giúp truyền trực tiếp video từ không gian sâu về Trái đất

Video đầu tiên được truyền trực tuyến từ không gian sâu về Trái đất là đoạn clip dài 15 giây về chú mèo mướp có tên Taters. Nó minh chứng tính khả thi của việc truyền tải thông tin tốc độ dữ liệu cao hơn cần thiết nhằm hỗ trợ các sứ mệnh phức tạp như đưa con người lên sao Hỏa.

Video về chú mèo Taters được gửi về Trái đất bởi máy thu phát laser lắp trên tàu thăm dò Psyche, vốn đang trên hành trình đến vành đai tiểu hành tinh giữa Sao Hỏa và Sao Mộc. Khi gửi video, vị trí của tàu vũ trụ xa gấp 80 lần so với khoảng cách từ Trái đất đến Mặt trăng.

Kính viễn vọng Hale tại Đài thiên văn Palomar của Caltech ở San Diego đã nhận được tín hiệu cận hồng ngoại mã hóa trên và từ đó chuyển giao đến Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA (JPL) ở Nam California.

Ông Bill Klipstein, giám đốc dự án công nghệ tại JPL cho biết: “Một trong những mục tiêu là chứng minh khả năng truyền video băng thông rộng qua hàng triệu km. Trên tàu Psyche không có thiết bị tạo ra dữ liệu video, vì vậy chúng tôi thường gửi các gói dữ liệu thử nghiệm ngẫu nhiên”.

Để làm sự kiện quan trọng này trở nên đáng nhớ hơn, các chuyên gia tại JPL đã tạo ra một đoạn clip vui nhộn, ghi lại bản chất của lần thử nghiệm như một phần trong sứ mệnh khám phá của tàu Psyche.

NASA thường sử dụng sóng vô tuyến để liên lạc với các tàu ở xa hơn Mặt trăng. Mặc dù cả hai hình thức đều sử dụng sóng điện từ để truyền dữ liệu, nhưng ưu điểm của chùm tia laser là có thể gói gọn nhiều dữ liệu hơn. 

Việc cho phép truyền nhiều dữ liệu hơn sẽ cho phép các sứ mệnh trong tương lai mang theo các thiết bị khoa học có độ phân giải cao hơn, cũng như tạo điều kiện để liên lạc nhanh hơn trong các sứ mệnh không gian sâu. Chẳng hạn như phát video trực tiếp từ bề mặt Sao Hỏa.

Kết quả, thời gian để gửi đoạn clip có độ phân giải cao đó tới Trái đất là 101 giây, với tốc độ bit tối đa của hệ thống là 267 megabit/giây – nhanh hơn hầu hết các kết nối băng thông rộng trên hành tinh của chúng ta.

Ông Ryan Rogalin, người đứng đầu dự án tại JPL cho biết thêm trên thực tế, sau khi vieo được gửi đến Palomar,  nó tiếp tục được chuyển tới JPL qua kết nối internet, song tốc độ đó chậm hơn tín hiệu truyền từ không gian sâu. 

Vậy tại sao các chuyên gia lại chọn một đoạn clip về mèo cho thử nghiệm quan trọng này? Đầu tiên, JPL giải thích lựa chọn trên mang tính lịch sử. Khi người Mỹ bắt đầu dành mối quan tâm đối với truyền hình vào những năm 1920, người ta đã lấy hình ảnh chú mèo Felix nổi tiếng khi đó để phát sóng thử nghiệm.

Trong khi khả năng truyền thông tin qua laser đã được chứng minh ở quỹ đạo thấp của Trái đất và ở xa như Mặt trăng, thì sứ mệnh của tàu Psyche là lần đầu tiên được triển khai trong không gian sâu.

Việc nhắm một chùm tia laser từ khoảng cách xa hàng triệu km đòi hỏi độ chính xác cực cao. Đây cũng là một rào cản kỹ thuật lớn mà các đội kỹ thuật cần phải giải quyết.

Họ cũng cần tính toán đến thực tế rằng trong thời gian ánh sáng được truyền từ tàu vũ trụ đến Trái đất, cả tàu thăm dò và hành tinh này sẽ dịch chuyển.  Vì vậy, các tia laser cần được điều chỉnh cho phù hợp theo sự thay đổi đó.