Siêu kính viễn vọng lớn nhất thế giới SKA hứa hẹn sẽ mang đến những cái nhìn mới về sự hình thành của vũ trụ, thậm chí phát hiện cuộc sống ngoài hành tinh. >>> Australia xin lắp đặt kính viễn vọng vô tuyến SKA Kính viễn vọng SKA (Square Kilometer Array) là chương trình quốc tế nhằm xây dựng kính viễ...
Siêu kính viễn vọng lớn nhất thế giới SKA hứa hẹn sẽ mang đến những cái nhìn mới về sự hình thành của vũ trụ, thậm chí phát hiện cuộc sống ngoài hành tinh.
Kính viễn vọng SKA (Square Kilometer Array) là chương trình quốc tế nhằm xây dựng kính viễn vọng radio lớn nhất thế giới, nhằm thực hiện nhiệm vụ dò tìm, phát hiện vật thể tối, các hố đen, vì sao và dải ngân hà dự kiến sẽ bắt đầu được khởi công từ năm 2016.
“SKA sẽ có tác động sâu sắc tới cách chúng ta hiểu về vũ trụ, cũng như lịch sử và tương lai", Michiel van Haarlem, tổng giám đốc lâm thời của dự án SKA, nói.
Được đặt tên theo tổng diện tích của khu vực thu thập dữ liệu, kính viễn vọng SKA bao gồm 3.000 chảo anten (mỗi chảo rộng 15m), tổng diện dích bề mặt của tất cả các chảo anten lên tới 1 km2, có thể phát hiện sóng radio từ các vì sao, dải ngân hà và chuẩn tinh thâm nhập vào khí quyển của trái đất. Ngoài ra, kính viễn vọng còn có thêm hai loại thiết bị nhận radio khác, gồm anten ống và anten cột, sẽ kết hợp các anten chảo lại nhằm cung cấp sóng radio có tần số liên tục từ 70MHz - 10GHz.
Mô hình máy tính của siêu kính viễn vọng SKA.
Khoảng một nửa trong số các anten sẽ được đặt tại khu vực trung tâm, được tạo thành từ ba tổ hợp dài 5km. Phần còn lại sẽ mở rộng ra trong năm "cánh tay xoắn ốc", kéo dài trên một khu vực chưa bao giờ lớn hơn thế, với diện tích trên 3.000km hoặc rộng hơn. Theo các nhà khoa học, cấu trúc này sẽ tạo ra kính viễn vọng nhạy sóng radio nhất từ trước tới nay. Việc vận hành hệ thống kính viễn vọng này cần tới những siêu máy tính có khả năng xử lý nhiều tỷ phép tính mỗi giây.
Hiện dự án đang ở giai đoạn quan trọng, với việc lựa chọn địa điểm xây dựng. Mũi phía bắc của Nam Phi và một địa điểm ở Australia đang được cân nhắc.
Dù kính viễn vọng lớn nhất thế giới được đặt ở đâu thì SKA cũng sẽ là dự án quốc tế, và hiện tại đã có 20 quốc gia và 70 tổ chức tham gia cùng với nhiều nhà tài trợ tư nhân. Dự án có kinh phí ước tính 2.000 tỷ USD dự định sẽ được hoàn thiện và vận hành toàn bộ vào năm 2024.
Hiện tại, kính viễn vọng lớn nhất thế giới là VLA ở New Mexico (Mỹ).
Trong hành trình tìm hiểu vũ trụ, nhân loại chuẩn bị xây dựng SKA, siêu kính viễn vọng radio lớn nhất thế giới, hứa hẹn mở rộng đáng kể khả năng quan sát không gian. Tên gọi Square Kilometer Array xuất phát từ tổng diện tích bề mặt thu thập dữ liệu, dự kiến đạt khoảng 1 km2 khi toàn bộ hệ thống hoàn thiện. Công trình này có thể đem lại những góc nhìn mới về sự hình thành vũ trụ, đồng thời mở cơ hội tìm kiếm dấu hiệu của sự sống ngoài Trái đất.
SKA được thiết kế để dò tìm nhiều đối tượng khó quan sát, gồm vật thể tối, hố đen, các vì sao, dải ngân hà và chuẩn tinh ở những khoảng cách rất xa. Khác kính thiên văn quang học, hệ thống radio có thể thu nhận sóng vô tuyến xuyên qua khí quyển Trái đất, giúp các nhà khoa học khảo sát những tín hiệu đặc biệt từ không gian. Michiel van Haarlem, tổng giám đốc lâm thời dự án SKA, nhận định công trình sẽ tạo ảnh hưởng sâu sắc đến cách con người hiểu về vũ trụ, lịch sử và tương lai.
Trái tim của SKA gồm khoảng 3.000 chảo anten, mỗi chảo có đường kính 15m, cùng nhau tạo nên một mạng lưới thu tín hiệu khổng lồ. Tổng diện tích bề mặt của các chảo anten được tính toán lên tới 1 km2, cho phép hệ thống tiếp nhận những sóng radio cực kỳ yếu từ các nguồn xa xôi. Quy mô thu nhận ấy giúp SKA hướng tới vị trí kính viễn vọng radio nhạy nhất từng được chế tạo, vượt xa nhiều thiết bị hiện có.
Bên cạnh những chảo anten quen thuộc, SKA còn sử dụng anten ống và anten cột, tạo thành hai nhóm thiết bị thu radio bổ sung. Các loại anten này phối hợp với nhau, cung cấp khả năng quan sát liên tục trong dải tần số từ 70MHz đến 10GHz. Nhờ cấu trúc kết hợp, hệ thống có thể thu thập lượng thông tin đa dạng hơn về những tín hiệu vô tuyến phát ra từ các thiên thể trong vũ trụ.
Việc bố trí anten cũng được tính toán theo một cấu trúc đặc biệt, nhằm cân bằng giữa khả năng quan sát chi tiết và phạm vi khảo sát rộng. Khoảng một nửa số anten sẽ tập trung tại khu vực trung tâm, được tổ chức thành ba tổ hợp có chiều dài 5km. Số anten còn lại sẽ trải rộng theo năm cánh tay xoắn ốc, phủ trên khu vực có thể vượt quá 3.000km, tạo nên mạng lưới chưa từng có.
Quy mô khổng lồ khiến SKA không thể vận hành như một kính viễn vọng thông thường, bởi hệ thống phải xử lý lượng dữ liệu phát sinh từ hàng nghìn thiết bị thu. Các siêu máy tính đảm nhiệm việc phân tích, kết hợp và sắp xếp thông tin, với năng lực thực hiện nhiều tỷ phép tính mỗi giây. Khả năng tính toán này giữ vai trò then chốt, giúp biến những tín hiệu radio rời rạc thành dữ liệu có giá trị cho nghiên cứu thiên văn.
Khi thông tin về SKA được công bố, dự án vẫn đang ở giai đoạn quan trọng là lựa chọn địa điểm xây dựng phù hợp. Mũi phía bắc của Nam Phi và một địa điểm tại Australia được đưa vào danh sách cân nhắc, với quyết định cuối cùng ảnh hưởng đến quá trình triển khai lâu dài. Dù được đặt ở đâu, SKA vẫn mang bản chất quốc tế, với sự tham gia của 20 quốc gia, 70 tổ chức và nhiều nhà tài trợ tư nhân.
Theo kế hoạch được nêu trong bài gốc, dự án có kinh phí ước tính 2.000 tỷ USD, dự định hoàn thiện và vận hành toàn bộ vào năm 2024. Khi hoạt động đầy đủ, SKA được kỳ vọng giúp giới khoa học nghiên cứu sâu hơn về vũ trụ, từ nguồn gốc thiên hà đến những tín hiệu có thể liên quan sự sống ngoài Trái đất. Tại thời điểm đó, kính viễn vọng radio lớn nhất thế giới vẫn là VLA ở New Mexico, Mỹ, trước khi SKA mở ra một chuẩn quy mô mới cho ngành thiên văn.
