Tại cao nguyên rộng lớn Actacama Desert ở phía bắc Chile, các nhà khoa học cùng những kĩ sư đang miệt mài làm việc để xây dựng một hệ thống kính thiên văn vô tuyến lớn nhất thế giới mang tên ALMA - Atacama Large Millimeter/sub-millimeter Array (hệ thống đo đạc lớn phổ miilimet và ngắn hơn). Đây là một trong những chương trình khoa học tầm cỡ thế giới và là kết quả của sự hợp tác của nhiều quốc gia bao gồm Liên minh Châu Âu, Mỹ, Candana, Nhật Bản, Đài Loan, cùng nước sở tại Chile. Chỉ tính riêng kinh phí xây dựng và phần cứng của hệ thống đã lên tới hàng tỷ USD. Mục đích của dự án này là nhằm khám phá những vùng xa xôi nhất trong không gian mà con người chưa thể vươn tới, qua đó đưa ra một lời giải thích cho sự hình thành vũ trụ bí ẩn của chúng ta.



Vị trí địa lý, thời tiết và khí hậu

Khu vực hoang mạc Actacama có độ cao tuyệt đối vào khoảng 5000 mét so với mặt nước biển, nó có khí hậu và thời tiết khắc nghiệt. Nhiệt độ thường xuyên ở mức -25 độ C cùng những cơn gió mạnh tràn qua với vận tốc lên tới 100 km/giờ. Nhưng khó chịu nhất có lẽ vẫn là mật độ không khí ở mức cực loãng, lượng oxy có trong khí quyển không đủ nhiều để người ta có thể thở. Tất cả những yếu tố đó làm cho nơi đây là một cao nguyên rộng lớn nhưng hoang vu, rất ít sinh vật có thể sinh sống. Tuy nhiên hoang mạc Actamaca lại là thiên đường cho các nhà nghiên cứu thiên văn học. Độ ẩm thấp, ít mây, nên sóng vô tuyến từ không gian truyền tới khu vực này ít bị nhiễu loạn hoặc hấp thụ. Actamaca là nơi duy nhất trên thế giới gần như hội tụ đầy đủ các tiêu chí mà cộng đồng khoa học mong muốn giống như ở trên tầng khí quyển trên cùng Trái Đất.



Vận chuyển và lắp đặt các antenna của ALMA

Chỉ nói riêng về công việc vận chuyển và lắp đặt các antenna vô tuyển của ALMA cũng là một khó khăn rất lớn. Được biết, những bộ phận cấu thành nên ALMA được đưa đến Chile từ khắp nơi trên thế giới sau đó chúng được tải lên lắp ráp từng phần ở trạm trung chuyển có độ cao 2900 mét. Do tính chất đặc thù của nghiên cứu, việc khớp nối các bộ phận đòi hỏi sự siêu chính xác với sai số cho phép cực kì nhỏ. Bề mặt lòng chảo antenna sẽ là nơi phản xạ sóng vô tuyến tới bộ phận thu nên mỗi phần của nó phải được sắp xếp và gắn kết với nhau sao cho chúng vẫn làm việc hiệu quả trong điều kiện nhiệt độ dưới mức 0 độ C. Sau khi được lắp ráp, những chiếc antenna khổng lồ sẽ tiếp tục một chuyến hành trình mới để đi tới đích đến cuối cùng là cao nguyên Actacama. Nhiệm vụ vận chuyển sẽ được giao cho những chiếc xe tải cỡ lớn với 28 bánh hơi được chế tạo riêng cho dự án. Mọi thứ đều phải an toàn, tỉ mỉ, chính xác trên con đường đèo gập ghềnh và hiểm trở. Để đưa những thiết bị vượt qua quãng đường dài 35 km từ độ cao 2900 mét lên độ cao 5000 mét, những người tài xế phải mất 5 giờ lái xe.
















Xem kích cỡ đầy đủ

Quy mô và khả năng

Theo kế hoạch, khi hoàn thành hệ thống kính thiên văn ALMA sẽ bao gồm 66 antenna vô tuyến cực lớn. Trọng lượng mỗi chiếc cao 12 mét, nặng khoảng hơn 100 tấn được đặt trên một bệ xoay bằng thép tốt sao cho nó có thể dễ dàng thay đổi định hướng. Lòng chảo antenna cực nhạy với sóng vô tuyến và được làm từ sợi carbon để tránh hiện tượng giãn nở nhiệt. Mỗi chiếc cũng được trang bị thêm các cột đồng để chống sét. Toàn bộ hệ thống antenna sẽ được sắp xếp đặt trên một dải rộng khu vực có đường kính lên tới 16 km. Hiện nay 43 chiếc antenna trong tổng số chúng đã được lắp đặt. Dự kiến, công việc lắp ráp còn lại cùng với việc xây dựng cơ sở hạ tầng và mở rộng trung tâm điều khiển sẽ được hoàn thành trong tháng 3 năm sau.

Với thiết kế như vậy, ALMA sẽ là một công cụ đo đạc siêu nhạy, một chiếc máy ảnh thiên văn có độ phân giải cao nhất từ trước tới nay mà con người từng chế tạo. Theo tính toán, nó sẽ tạo ra các hình ảnh có độ sắc nét gấp 10 lần kính thiên văn vũ trụ Hubble của NASA. Hiện nay thì người ta đã bắt đầu đưa những antenna được lắp đặt xong của ALMA vào sử dụng với khả năng hoạt động của nó bằng 1/4 so với thiết kế. Hơn 900 nhà khoa học từ khắp nơi trên thế giới đang cùng nhau hướng những chiếc antenna về phía bầu trời, họ muốn tìm kiếm những bằng chứng tàn tích còn lại của vũ trụ sơ khai.













Điều kiệt sinh sống và môi trường làm việc

Để có thể sinh sống và làm việc ở hoang mạc Actacama, những nhà nghiên cứu và các kĩ sư phải mang theo các bình dưỡng khí, tập làm quen với môi trường, khí hậu khắc nghiệt cũng như sự cách biệt hoàn toàn với thế giới ở một nơi hẻo lánh. Kỉ luật ở đài quan sát thiên văn này là cực kì nghiêm ngặt, bia rượu và đồ uống có cồn bị cấm hoàn toàn do chúng có thể ảnh hưởng tới độ nhạy của những chiếc antenna. Họ chỉ có thể uống một chút khi đi xuống một thị trấn ở chân núi sau khoảng thời gian trực. Thông thường những phiên trực kéo dài 12 tiếng một ngày trong vòng 8 ngày liên tiếp, sau đó có những đồng nghiệp khác tới thay thế. Họ cũng phải làm việc trong một môi trường hết sức cạnh tranh vì hiện một dự án kính thiên văn tầm cỡ thế giới khác cũng đang được chính phủ Úc và Nam Phi triển khai. Chương trình này có tên The square kilometer array (hệ thống kính thiên văn diện tích rộng) sẽ bao gồm hàng nghìn antenna cỡ nhỏ hơn, nhưng có độ nhạy gấp 50 lần antenna của ALMA. Nó sẽ được hoàn thành và đưa vào sử dụng sau năm 2024.



Những kết quả đầu tiên, vai trò và tầm quan trọng

Những kết quả đầu tiên mà các nhà khoa học đạt được là rất đáng ghi nhận. Trong số đó phải kể đến việc phát hiện cấu trúc đám khí hình xoắn ốc quanh ngôi sao R Sculptoris do ảnh hưởng của một ngôi sao khác quay quanh nó. Hay một phát hiện quan trọng khác của ALMA khi nó dò thấy phổ của các phân tử đường gần một ngôi sao cách Trái Đất 400 năm ánh sáng, một kết quả được cho là sẽ giúp giải thích quá trình sự sống trên Trái Đất.



Ngoài ra, còn rất nhiều thông tin khác về vũ trụ sơ khai mà con người chưa được biết, chúng vẫn còn được lưu giữ đâu đó trong những đám khí và bụi lạnh nhất của vũ trụ, nơi mà các thiên hà vẫn đang hình thành. Hiểu rõ những vùng không gian xa xôi như vậy sẽ cung cấp cho con người những thông tin quý giá về vũ trụ sau vụ nổ lớn Big Bang. Tuy nhiên, vì rất nhiều lý do về rào cản kĩ thuật, cho tới nay con người vẫn chưa thể nhìn rõ các khu vực xa xôi như vậy. Khi ALMA được hoàn thành với đầy đủ sức mạnh của nó, giới khoa học hi vọng họ có thể làm sáng tỏ các bí ẩn trên.

Nói về tầm quan trọng của các nghiên cứu thiên văn và chương trình ở hoang mạc Actacama, tiến sĩ Rieks Jager - điều phối viên hệ thống ALMA tin rằng : "Người tiền sử đã rời khỏi các hang động và tạo ra cuộc sống như ngày hôm nay là do sự tò mò, ham hiểu biết, đôi khi rất khó để có thể nói liệu những gì chúng ta nghiên cứu mang lại lợi ích ngay lập tức cho xã hội hay không, tuy nhiên, xét về tổng thể những dự án nghiên cứu như ALMA rất quan trọng với loài người." Trong khi đó, giáo sư Juan Rodrigo Cortes cho biết : "Điều quan trọng nhất với một nhà thiên văn là họ có thể hiểu được về vật chất tạo nên các ngôi sao, các thiên hà, và những đám mây bụi khí không phát ra ánh sáng ở dài nhìn thấy. Rất may là những vật thể này phát ra bức xạ ở vùng hồng ngoại hoặc bước sóng dài hơn, và vì thế ALMA chính là con mắt để họ có thể nhìn ra những vật thể đó." Cùng quan điểm với các đồng nghiệp, giáo sư Mauerberger phát biểu : "Dự án này sẽ giúp chúng ta tìm ra nguồn gốc của sự sống, đồng thời nó cũng đưa đến những thông tin về tương lai. Nó sẽ giúp chúng ta dự đoán về thời tiết, sự tiến triển của Trái Đất, hệ Mặt Trời, các sinh vật, các thiên hà, ..."

Theo Tinhte.vn tham khảo từ Phys.org và Wikipedia