Sự phát triển vượt bậc của khoa học công nghệ cùng những yêu cầu đặt ra về môi trường sống thúc đẩy các công trình khám phá vũ trụ phát triển mạnh mẽ. Thành quả từ các nhà nghiên cứu đã mở ra nhiều phát hiện mới lạ, góp phần cung cấp giải pháp lý tưởng cho các vấn đề khoa học – tự nhiên chưa có lời giải.
Khám phá vũ trụ là gì?
Khám phá vũ trụ là quá trình nghiên cứu và khám phá các hiện tượng và đối tượng trong không gian, bao gồm các hành tinh, vì sao, thiên thể, tinh vân và các cấu trúc lớn khác như thiên hà.
Khám phá vũ trụ giúp con người hiểu về bản chất, nguồn gốc, các nguyên tố cấu tạo và vị trí của từng hành tinh. Các phát hiện sẽ có đóng góp lớn cho sự phát triển của khoa học nhân loại. Một trong các công trình nghiên cứu vĩ đại là ứng dụng thực tế ảo.
Khám phá vũ trụ bằng mô hình 3d
Khám phá vũ trụ bằng mô hình 3d (thực tế ảo) được tiên phong bằng dự án VIRUP với mô hình nhà 3d từ các nhà khoa học Thụy Sĩ của Viện Công nghệ Liên bang Thụy sĩ Lausanne (EPFL).
Khi mới ra mắt, mô hình 3d có nghĩa là gì trở thành câu hỏi phổ biến. Thực chất, đây là một phiên bản ba chiều của đối tượng và không gian được tạo ra trên máy tính hoặc bằng các công cụ mô phỏng. Hình thức này giúp tái tạo chính xác hình dạng và vị trí của chủ thể và bối cảnh trong không gian 3 chiều, cho phép người sử dụng xem và thao tác từ nhiều góc độ.
VIRUP là kết quả của sự phối hợp giữa các dữ liệu cùng công nghệ VR vào kho dữ liệu thiên văn khổng lồ để mô phỏng vũ trụ trong thời gian thực.
Vậy VR hay thế giới giả lập là gì, thế giới ảo là gì? VR là viết tắt của từ “Virtual Reality” để chỉ công nghệ tương tác 3D giữa người dùng và môi trường ảo tạo cảm giác như đang sống trong một thế giới thực tế thông qua việc sử dụng các thiết bị đeo trên đầu hoặc bàn tay,… Xét về bản chất, VR được coi là một loại thế giới ảo và giả lập.
Với các đặc điểm trên, VR đã được ứng dụng tạo nên mô hình vũ trụ trong không gian 3 chiều. Theo đó, các nhà thiên văn học đã thu thập dữ liệu về hàng tỷ thiên thể bằng hệ thống kính viễn vọng. Tất cả tích hợp thành phần mềm dưới dạng mã nguồn mở công nghệ 3d, hỗ trợ các phi hành gia khắp nơi trên thế giới có cái nhìn đầy đủ hơn về những sự kiện trong vũ trụ.
Ngoài ra, VIRUP cũng tạo các mô phỏng vũ trụ 3d chi tiết dựa vào các dữ liệu nghiên cứu. Người dùng hoàn toàn có thể cảm nhận trực quan những vụ va chạm trong tương lai giữa dải Ngân Hà với thiên hà lân cận Andromeda, hay những cấu trúc dạng sợi quy mô lớn.
Hiện tại, phần mềm VIRUP đã có thể trực quan hóa dữ liệu từ hơn 8 cơ sở thiên văn gộp chung với nhau, trong đó có hơn 50 triệu thiên hà và 4.500 ngoại hành tinh được phát hiện bởi Thiết bị Khảo sát Bầu trời Kỹ thuật số Sloan.
VIRUP được đánh giá là bước tiến vĩ đại mang đến cho các nhà thiên văn, vật lý thêm tư liệu và cái nhìn hoàn toàn mới về không gian rộng lớn xung quanh sự sống của con người.
Khám phá vũ trụ có ảnh hưởng tích cực hay tiêu cực?
Không phủ nhận nghiên cứu về vũ trụ có vai trò quan trọng trong sự nghiệp phát triển các ngành khoa học – công nghệ cũng như tìm hiểu về cuộc sống bên ngoài trái đất. Nhưng với lĩnh vực này, các nhà nghiên cứu đánh giá có cả tích cực và những ảnh hưởng tiêu cực.
Ảnh hưởng tích cực
Một số lợi ích của khám phá vũ trụ đối với khoa học và cuộc sống con người có thể kể đến như:
Tăng sự hiểu biết về Trái Đất và không gian
Tìm hiểu sâu về bản chất của vũ trụ và các đối tượng trong không gian giúp con người hiểu rõ hơn vũ trụ. Các yếu tố như nguồn gốc, sự hình thành của Trái Đất, thiên hà, hành tinh, vì sao và các hiện tượng khác trong không gian dần có lời giải thông qua những công trình thám hiểm tầm cỡ như Trạm Không gian Quốc tế (International Space Station – ISS), nhiệm vụ Artemis, Insight của NASA,… hay những dự án không gian 3d tăng khả năng lan tỏa và truyền tải.
Tiếp cận các nguồn tài nguyên mới
Các vệ tinh cho phép nhà khoa học xác định vị trí các mỏ khoáng sản và các nguồn nhiên liệu mới. Ngoài ra, chúng hỗ trợ con người hiểu hơn về các nguyên tố và hiện tượng vật lý trong vũ trụ, từ đó áp dụng vào các lĩnh vực như năng lượng, y tế, môi trường, vật liệu,…
Xác định sớm các mối nguy cơ tiềm ẩn
Những nỗ lực tìm hiểu không gian là cách hiệu quả để con người hiểu rõ về vị trí các tiểu hành tinh. Điều này giúp Trái Đất dự đoán được những nguy hiểm tiềm ẩn, chủ động có giải pháp ngăn chặn một sự kiện thảm khốc nào đó xảy ra.
Có biện pháp giúp Trái Đất hoạt động tốt hơn
Thấy được những thay đổi trong môi trường, hiểu về sự suy giảm tầng ôzôn hay những lo ngại về sự nóng lên toàn cầu là số ít trong những vấn đề các nhà khoa học tìm ra nhờ khám phá vũ trụ. Các thông tin này cho phép nhân loại đánh giá điều kiện sống hiện tại, thực hiện những thay đổi tích cực bảo vệ sự sống trên Trái Đất cho các thế hệ.
Tạo cơ hội việc làm
Phát triển lĩnh vực thám hiểm vũ trụ tạo ra nhiều cơ hội việc làm có tay nghề cao. Các ngành về kỹ sư, thiết kế tàu vũ trụ, khoa học, huấn luyện, nhà dinh dưỡng, thiên văn học,… là những vị trí hiện nay và trong tương lai tiếp tục là nguồn lực mạnh mẽ cho sự nghiệp nghiên cứu không gian.
Thúc đẩy sự thay đổi
Thúc đẩy các ngành công nghiệp chú trọng sáng tạo là đóng góp to lớn mà ngành khoa học này mang lại. Các sản phẩm từ điện tử như điện thoại thông minh, máy ảnh, máy quét CAT, đèn LED, máy tính đến đồ dùng hằng ngày là giày thể thao, quần áo,… đều được nâng cao, đổi mới nhằm đáp ứng môi trường khắc nghiệp ngoài không gian.
Ngoài ra, công nghệ làm nhà 3d, in 3d có thể được sử dụng để tạo ra mô hình các thiết bị và vật dụng trong các nhiệm vụ không gian, hỗ trợ nghiên cứu và phát triển công nghệ tiên tiến và hiệu quả.
Ảnh hưởng tiêu cực
Bên cạnh những lợi ích, khám phá vũ trụ cũng có các ảnh hưởng tiêu cực sau:
Tốn kém chi phí
Khám phá vũ trụ là lĩnh vực tốn kém và đòi hỏi sự đầu tư lớn về tài chính. Các chi phí như thiết bị, công nghệ, vật liệu và sức người cần thiết cho các nhiệm vụ phức tạp. Đào tạo và tuyển dụng các chuyên gia và nhân viên có trình độ cao cũng tác động không nhỏ đến ngân sách đầu tư cho lĩnh vực này.
Luôn có rủi ro
Vấn đề sức khỏe khi làm việc trong môi trường ngoài không gian là vấn đề con người lo ngại. Bởi trong môi trường ít trọng lực, các bệnh về xương hay thậm chí ảnh hưởng xấu từ tia bức xạ luôn có thể mang lại những nguy hiểm khó tránh.
Bên cạnh đó, hoạt động cũng có thể phải đối mặt với nhiều rủi ro an toàn. Các vụ nổ rocket, va chạm, rò rỉ khí độc hay vi khuẩn,… là số ít trong những rủi ro có thể xảy ra.
Gây hại cho hành tinh
Các hoạt động nghiên cứu có thể gây hại cho hành tinh nếu không được thực hiện đúng cách hoặc không có biện pháp bảo vệ thích hợp. Các vệ tinh – rác vũ trụ gây ra ô nhiễm, nguy hiểm cho các vệ tinh khác. Hoạt động phóng tên lửa cũng sinh khí thải và tiếng ồn, ảnh hưởng xấu đến môi trường và sức khỏe con người.
Không gian rộng lớn cung cấp vô số bí ẩn, sở hữu nhiều cơ hội và thách thức cho tương lai nhân loại. Dù có những ảnh hưởng tiêu cực, song khám phá vũ trụ vẫn thể hiện giá trị của mình trong sự nghiệp phát triển của nhân loại.
Điều này được thể hiện rõ nhất thông qua những thành tựu nổi bật đáng ghi nhận trong hơn thập kỷ qua.
Các thành tựu khám phá vũ trụ nổi bật trong thập kỷ qua
Trong hơn thập kỷ qua, bên cạnh vũ trụ ảo của VIRUP, các dự án khám phá ngoài không gian thực tế cũng đã đạt được nhiều thành tựu.
Tàu Thần Châu 14 của Trung Quốc trở về Trái Đất an toàn
Tàu Thần Châu 14 của Trung Quốc cùng 3 phi hành gia đã an toàn hạ cánh xuống Trái Đất sau 6 tháng thám hiểm trên vũ trụ. Tàu Thần Châu 14 là sứ mệnh thứ 6 trong dự án vũ trụ có người lái trong năm 2023 của Trung Quốc, đồng thời là chuyến bay cuối cùng trong giai đoạn xây dựng trạm vũ trụ Thiên Cung.
Trung Quốc đã bắt đầu dự án xây dựng trạm vũ trụ Thiên Cung vào năm 2021. Kể từ đó, các con tàu Thần Châu lần lượt được phóng lên thực hiện nhiệm vụ xây dựng, lắp ráp trạm vũ trụ này. Sau khi hoàn thành, trạm Thiên Cung dự kiến sẽ hoạt động ổn định trong vòng 10 năm với độ cao cách Trái Đất 400-450km.
Tàu Orion trở về Trái đất kết thúc sứ mệnh Artemis 1
Tháng 12 năm 2022, tàu vũ trụ Orion của Mỹ đã hạ cánh an toàn tại Trái Đất, kết thúc sứ mệnh thám hiểm vũ trụ Artemis 1 của NASA trong 25 ngày vòng quanh Mặt Trăng. Chương trình này thể hiện nỗ lực của Cơ quan Hàng Không vũ trụ Mỹ nhằm đưa con người quay trở lại Mặt Trăng, sau 50 năm kể từ khi sứ mệnh Apollo kết thúc. Chuyến bay kết thúc thành công đã đánh giá được hiệu quả hoạt động của tàu và đảm bảo rằng nó an tòan để đưa người lên “chị Hằng”.
Kính viễn vọng không gian Hubble
Kính viễn vọng không gian Hubble có thể coi là “tượng đài” lớn trong giới thiên văn học. Đây là công trình mang đến cho các nhà khoa học nguồn cấp dữ liệu hình ảnh vũ trụ khổng lồ.
Dưới sự hỗ trợ của Hubble, hiện nay con người đã có thể tính toán tốc độ giãn nở của vũ trụ, tuổi của những chòm sao và cập nhật thêm nhiều điều mới về vật chất tối. Hubble cũng góp phần thu hút, khởi gợi lòng đam mê thiên văn học đến nhiều người thông qua những khung hình chân thực, huyền ảo.
Nhiều cuộc thám hiểm tới các hành tinh trong hệ mặt trời
Các cuộc thám hiểm tới các hành tinh trong hệ mặt trời có thể kể đến như tàu Juno tới sao Mộc, tàu Dawn đến hành tinh lùn Ceres, hay nhiệm vụ vũ trụ New Horizons đưa tàu thăm dò sao Diêm Vương.
Các nhiệm vụ thám hiểm này cho phép con người nghiên cứu cấu trúc, thành phần và lịch sử hình thành của các hành tinh và vật thể khác trong hệ Mặt trời. Chúng cung cấp thông tin về khả năng tồn tại của sự sống trên các hành tinh trong và ngoài hệ Mặt Trời.
Nhiệm vụ Cassini hoàn thành
Tàu Cassini tới thăm dò sao Thổ là một trong những nhiệm vụ quan trọng trong sự nghiệp khám phá vũ trụ hơn thập kỷ qua. Vào thời điểm tàu thăm dò hết nhiên liệu và lao xuống bề mặt sao Thổ, tàu Cassani vẫn tiếp tục cống hiến cho khoa học khi liên tục gửi những dữ liệu về cho các nhà nghiên cứu trong lúc lao nhanh để tự hủy.
Mẫu đá thiên thạch đầu tiên được mang về Trái Đất
Thành tựu này được thực hiện bởi tàu Hayabusa 1 từ Nhật Bản. Đến hiện tại, mẫu vật này đã trở thành tài nguyên nghiên cứu quý giá cho các nhà khoa học trong nhiều công trình tầm cỡ liên quan đến tính chất của các thiên thạch.
Đưa tàu thăm dò Voyager ra khỏi hệ Mặt Trời
Được phóng lên từ Trái Đất vào năm 1977, tàu thăm dò Voyager 1 và Voyager 2 đã đi qua các hành tinh và trở thành vật thể vũ trụ đầu tiên ra khỏi hệ mặt trời. Chúng đã thu thập thông tin quý giá tại vùng không gian giúp việc tìm hiểu về các hành tinh này được rõ ràng. Bên cạnh đó, việc gửi tàu thăm dò ra khỏi hệ Mặt Trời còn đánh dấu bước tiến trong sự nghiệp tìm kiếm sự sống bên ngoài Trái Đất.
Phát hiện ra sóng hấp dẫn
Các nhà vật lý đã biết đến sự tồn tại của sóng hấp dẫn từ lâu. Tuy nhiên qua nhiều năm chưa có bất kỳ quan sát thực tế nào chứng minh cho điều đó. Năm 2002, đài quan trắc sóng hấp dẫn bằng giao thoa kế laser (LIGO) được xây dựng. Nhưng đến tận năm 2015, đài LIGO mới khám phá được sóng hấp dẫn sinh ra khi hai hố đen va chạm. Điều này giúp con người có thêm thông tin về cơ chế hoạt động của vũ trụ.
SpaceX hạ cánh thành công
Thập niên vừa qua cũng chứng kiến sự bùng nổ của các công ty tư nhân, đi đầu là SpaceX của Elon Musk. Năm 2015, SpaceX đã hạ cánh thành công tầng đầu tiên của tên lửa Falcon 9.
Dự án đánh dấu khởi đầu của việc sử dụng tàu vũ trụ tái sử dụng, giảm chi phí và tăng hiệu quả trong các chuyến bay.
Bức ảnh đầu tiên về hố đen
Tháng 4/2019, toàn thế giới được chứng kiến khoảnh khắc tuyệt vời khi chiêm ngưỡng bức ảnh chụp hố đen vũ trụ. Các nhà thiên văn học với kính thiên văn Chân trời Sự kiện EHT đã thực hiện chụp những quầng sáng xung quanh miệng hố đen (còn được gọi là vùng chân trời sự kiện).
Bức ảnh là bằng chứng cụ thể cho sự tồn tại của hố đen – một khái niệm mà giới khoa học lý thuyết hóa suốt nhiều thập kỷ. Đồng thời mở ra cánh cửa cho các nhiệm vụ tìm hiểu về tính chất và hành vi của hiện tượng này.
Hạ cánh thành công Curiosity xuống sao Hỏa
Hạ cánh thành công Curiosity – chiếc tàu tự hành với công nghệ tiên tiến lên bề mặt sao Hỏa đã đạt được nhiều đột phá trong hành trình nghiên cứu không gian. Kể từ khi đặt chân xuống sao Hoả, Curiosity đã gửi về Trái Đất nhiều tư liệu hình ảnh quý giá, phát hiện những dấu vết được cho là có sự sống trên hành tinh này.
Hoàn thiện trạm ISS
Năm 2011, trạm vũ trụ quốc tế ISS được hoàn thiện duy trì sự hiện diện của con người ngoài không gian. Thành công của ISS cho phép các nhà khoa học thực hiện nhiều nghiên cứu từ sinh học đến khoa học vật lý, thiên văn học,…
ISS có vai trò to lớn trong đào tạo phi hành đoàn và phát triển công nghệ liên quan đến việc sống và làm việc trong điều kiện ít trọng lực. Ngoài ra, trạm vũ trụ cũng trở thành biểu tượng của sự hợp tác khoa học giữa các quốc gia, không phân biệt màu da, tiếng nói.
Như vậy có thể thấy, khám phá vũ trụ là công việc quan trọng trong sự phát triển của khoa học công nghệ nói riêng và tương lai nhân loại nói chung. Và cho đến hiện tại, những thành công của lĩnh vực đã khẳng định trí tuệ con người là không giới hạn. Đồng thời, đó sẽ là “cú hích” để các nhà khoa học tiếp tục công cuộc khám phá thêm những bí ẩn bên ngoài không gian và “gặt hái” được nhiều thành tựu có giá trị.
