Các kỹ sư NASA sử dụng quy trình ủ để sửa chữa camera bị hư hỏng do bức xạ trên tàu vũ trụ Juno quay quanh Sao Mộc cách Trái Đất hàng trăm triệu km.

Đội ngũ phụ trách dự án tàu vũ trụ Juno quay quanh Sao Mộc của NASA công bố kết quả sửa chữa máy ảnh JunoCam hôm 16/7 tại Hội nghị về Hiệu ứng Bức xạ hạt nhân & Không gian của Viện Kỹ sư Điện và Điện tử ở Nashville, Mỹ.

JunoCam là máy ảnh màu hoạt động với ánh sáng khả kiến để chụp ảnh mặt trăng Io. Bộ phận quang học của máy ảnh nằm bên ngoài một khoang chống bức xạ bằng titan, bảo vệ các thành phần điện tử nhạy cảm cho nhiều thiết bị kỹ thuật và khoa học của tàu Juno. Hành trình của tàu Juno đưa nó bay qua trường bức xạ hành tinh mạnh nhất trong hệ Mặt Trời. Trong khi các nhà thiết kế nhiệm vụ tin chắc JunoCam có thể hoạt động qua 8 vòng bay quanh quỹ đạo đầu tiên quanh Sao Mộc, không ai biết thiết bị sẽ tồn tại bao lâu sau đó.

Trong suốt 34 vòng bay quanh quỹ đạo đầu tiên của tàu Juno, JunoCam hoạt động bình thường, gửi về nhiều hình ảnh phục vụ nghiên cứu khoa học. Sau đó, trong vòng bay quanh quỹ đạo thứ 47, máy ảnh bắt đầu có dấu hiệu bị hư hỏng do bức xạ. Đến vòng thứ 56, gần như tất cả ảnh chụp đều bị hỏng.

Dù đội phụ trách biết vấn đề có thể liên quan đến bức xạ, việc xác định chính xác phần nào của JunoCam bị hư hỏng rất khó khăn từ hàng trăm triệu km. Các manh mối chỉ ra một bộ điều chỉnh điện áp bị hỏng, vốn đóng vai trò quan trọng đối với nguồn cung cấp điện của JunoCam. Với ít lựa chọn khắc phục, đội kỹ sư tiến hành quy trình gọi là ủ, trong đó vật liệu được nung nóng một thời gian trước khi làm nguội từ từ. Tuy quy trình này chưa được hiểu rõ, việc nung nóng có thể giảm bớt hỏng hóc ở vật liệu.

"Chúng tôi biết rằng quy trình ủ có thể thay đổi vật liệu như silicon ở mức độ vi mô nhưng không biết liệu điều này có khắc phục được hư hỏng không", Jacob Schaffner, kỹ sư hình ảnh tại công ty Malin Space Science Systems ở San Diego, nơi thiết kế, phát triển và đồng vận hành JunoCam, cho biết. "Chúng tôi lệnh cho một máy sưởi của JunoCam tăng nhiệt độ máy ảnh lên 25 độ C, ấm hơn nhiều so mức thông thường và chờ kết quả".

Ngay sau khi quy trình ủ kết thúc, JunoCam bắt đầu tạo ra hình ảnh sắc nét trong các vòng bay quanh quỹ đạo tiếp theo. Nhưng Juno đang bay ngày càng sâu vào trung tâm của các trường bức xạ Sao Mộc. Đến vòng bay quanh quỹ đạo thứ 55, hình ảnh lại bắt đầu có vấn đề.

"Sau vòng bay quanh quỹ đạo thứ 55, hình ảnh có nhiều vệt nhiễu", Michael Ravine, người phụ trách thiết bị JunoCam ở Malin Space Science Systems, chia sẻ. "Chúng tôi đã thử một số phương án khác nhau để xử lý hình ảnh nhằm cải thiện chất lượng, nhưng không hiệu quả". Cuối cùng, họ thử tăng nhiệt độ máy sưởi của JunoCam lên mức tối đa để xem ủ mạnh hơn có cứu thiết bị hay không.

Những hình ảnh thử nghiệm gửi về Trái Đất trong quá trình ủ cho thấy có ít cải thiện trong tuần đầu tiên. Sau đó, khi hoạt động bay gần Io chỉ còn cách vài ngày, hình ảnh bắt đầu cải thiện đáng kể. Khi Juno đến gần bề mặt của mặt trăng này trong 1.500 km vào ngày 30/12/2023, hình ảnh tốt như ngày máy ảnh bắt đầu hoạt động, ghi lại hình ảnh chi tiết vùng cực bắc của Io, hé lộ các khối núi phủ đầy sương giá sulfur dioxide nhô lên từ đồng bằng và nhiều núi lửa với dòng dung nham rộng lớn.

Tính đến nay, tàu vũ trụ Juno hoạt động bằng năng lượng mặt trời đã quay quanh Sao Mộc 74 lần. Gần đây, tình trạng nhiễu ảnh xuất hiện trở lại trong vòng bay quanh quỹ đạo thứ 74 của Juno. Kể từ lần thử nghiệm đầu tiên với JunoCam, đội phụ trách đã áp dụng các biến thể của quy trình ủ này cho một số thiết bị khác và hệ thống kỹ thuật trên tàu.

Nguồn: VNExpress