Theo NASA, từ khoảng 18h44 ngày 6/4 (5h44 ngày 7/4 giờ Hà Nội), khi bay qua phía sau Mặt Trăng, tín hiệu vô tuyến và laser – vốn cho phép trao đổi thông tin hai chiều giữa tàu Orion và Trái Đất – sẽ bị chính Mặt Trăng chặn lại, dẫn đến gián đoạn liên lạc. Trong gần một giờ, bốn phi hành gia sẽ trải nghiệm sự tĩnh lặng và cô lập hoàn toàn, lặng lẽ du hành trong không gian tối tăm của vũ trụ.
Phi công Victor Glover của nhiệm vụ Artemis II cho biết, ông hy vọng thế giới sẽ sử dụng khoảng thời gian này để đoàn kết lại. “Khi chúng tôi ở phía sau Mặt Trăng, mất liên lạc với mọi người, hãy coi đó là một cơ hội: cùng cầu nguyện, hy vọng, gửi những suy nghĩ và cảm xúc tốt đẹp để chúng tôi có thể kết nối trở lại”, ông nói với BBC trước chuyến bay.
Với phi hành đoàn Artemis II, sự gián đoạn với Trái Đất cho phép họ dành toàn bộ sự chú ý vào khám phá Mặt Trăng. Họ sẽ tập trung chụp ảnh, nghiên cứu địa chất, đồng thời quan sát kỹ vẻ đẹp của thiên thể.
Tuy nhiên, dưới Trái Đất, đây lại là giai đoạn căng thẳng với nhóm phụ trách duy trì liên lạc. Tại Trạm Mặt đất Goonhilly ở Cornwall, tây nam nước Anh, một ăng-ten khổng lồ đang thu thập tín hiệu từ Orion, cẩn thận xác định vị trí của nó xuyên suốt hành trình và truyền thông tin về trụ sở chính của NASA.
Matt Cosby, Giám đốc công nghệ tại Goonhilly, cho hay: “Lần đầu tiên chúng tôi theo dõi tàu chở người. Chúng tôi sẽ hơi lo lắng khi tàu khuất sau Mặt Trăng, và rồi sẽ rất mừng rỡ khi thấy nó trở lại, biết rằng tất cả đều an toàn”.
Giới chuyên gia hy vọng sự gián đoạn liên lạc này sẽ sớm được khắc phục thời gian tới, khi NASA cũng như các cơ quan vũ trụ khác bắt đầu xây dựng căn cứ trên Mặt Trăng, đẩy mạnh công cuộc khám phá thiên thể. “Để thiết lập sự hiện diện bền vững trên Mặt Trăng, bạn cần liên lạc đầy đủ 24 giờ một ngày, kể cả ở phía xa, vì phía xa cũng cần được khám phá”, ông nói.
Những chương trình như Moonlight của Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) dự kiến phóng một mạng lưới vệ tinh xung quanh Mặt Trăng nhằm mang đến khả năng liên lạc liên tục và đáng tin cậy trong tương lai.
Hơn nửa thế kỷ trước, phi hành gia NASA Michael Collins của nhiệm vụ Apollo 11 cũng trải qua sự cô lập do mất tín hiệu khi tàu bay qua phía sau Mặt Trăng, thậm chí đơn độc hơn vì không ở cùng đồng đội.
Năm 1969, trong khi Neil Armstrong và Buzz Aldrin làm nên lịch sử với việc đặt những bước chân đầu tiên lên bề mặt Mặt Trăng, Collins ở lại khoang điều khiển, bay quanh thiên thể này. Khi tàu bay qua phía xa của Mặt Trăng, Collins chỉ còn một mình khi liên lạc với hai người trên bề mặt Mặt Trăng, cũng như với trung tâm điều khiển dưới mặt đất, bị ngắt trong 48 phút.
“Lúc đó tôi chỉ có một mình, thực sự một mình, hoàn toàn bị cô lập khỏi cuộc sống. Nếu đếm, số người sẽ là ba tỷ cộng thêm hai ở phía bên kia của Mặt Trăng, và chỉ một (cộng thêm những thứ chỉ Chúa mới biết) ở phía bên này”, ông viết trong cuốn hồi ký Carrying The Fire: An Astronaut’s Journeys xuất bản năm 1974. Trải nghiệm này sau đó cũng chỉ có 6 người khác cảm nhận được.
“Ngoài cửa sổ, tôi có thể thấy những ngôi sao, chỉ có thế. Nơi tôi biết có Mặt Trăng lại là một khoảng tối đen. Tôi chỉ xác định được Mặt Trăng vẫn hiện diện nhờ sự vắng mặt của những ngôi sao”, Collins miêu tả. Ông chia sẻ, nếu so sánh với trải nghiệm dưới Trái Đất, việc ở một mình trên một chiếc thuyền nhỏ giữa Thái Bình Dương trong màn đêm tối đen có lẽ gần giống nhất.
Chip mới do GS Joshua Yang, Jian Zhao từ Đại học Nam California (USC) dẫn đầu có thể hoạt động hoàn hảo ở mức nhiệt 700 độ C (khoảng 1300 độ F) - nóng hơn cả dung nham núi lửa và vượt xa mọi tiêu chuẩn chịu nhiệt trên công nghệ chip hiện nay. "Bạn có thể gọi đây là một cuộc cách mạng", Yang nói. "Đây là loại bộ nhớ chịu nhiệt tốt nhất từng được chứng minh".
Cho đến nay, hầu hết chip nhớ trên các thiết bị điện tử hiện đại đều phải đối mặt cùng một hạn chế: nhiệt độ. Theo ScitechDaily, khi nhiệt độ tăng trên 200 độ C, hiệu năng chip bắt đầu suy giảm, thậm chí khiến hệ thống hỏng hóc hơn. Các kỹ sư đã dành hàng thập kỷ để cố gắng vượt qua giới hạn trên nhưng không mấy thành công.
Trong khi đó, công nghệ mới được nghiên cứu ứng dụng memristor, một linh kiện nano có khả năng vừa lưu trữ thông tin vừa thực hiện các phép tính. Về cấu trúc, nó giống như một chồng lớp nhỏ, với hai điện cực bao quanh một lớp gốm mỏng. Nhóm sử dụng vonfram làm điện cực trên cùng, oxit hafni làm lớp cách điện ở giữa và graphene ở dưới cùng. Vonfram nổi tiếng là kim loại có điểm nóng chảy cao nhất, trong khi graphene lại cực kỳ bền và chịu nhiệt tốt.
Sự kết hợp này mang lại kết quả ấn tượng. Chip giữ được dữ liệu đã lưu trữ trong hơn 50 giờ ở nhiệt độ 700 độ C mà không cần thêm tác động bên ngoài. Nó cũng chịu được hơn một tỷ chu kỳ chuyển mạch ở cùng mức nhiệt độ này, đồng thời hoạt động chỉ với 1,5 V.
Bước đột phá này không phải là mục tiêu ban đầu, thay vào đó chỉ là sự tình cờ. Khi đó, đội ngũ chủ yếu nghiên cứu một thiết kế khác dựa trên graphene nhưng không đạt được hiệu quả như mong đợi. Nhưng khi xem xét khả năng chịu nhiệt, họ nhận ra việc tương tác giữa graphene và vonfram có những "hành vi lạ": các nguyên tử vonfram di chuyển về phía bề mặt graphene không thể bám vào, nên đã di chuyển ra xa thay vì tạo thành đường dẫn điện. Điều này ngăn chặn sự hình thành đoản mạch và giữ cho thiết bị hoạt động ngay cả trong điều kiện nhiệt độ cực cao.
Bằng cách sử dụng kính hiển vi điện tử, quang phổ và mô phỏng ở cấp độ lượng tử, nhóm nghiên cứu đã xác nhận chính xác cách thức hoạt động của quá trình này ở cấp độ nguyên tử. "Sau khi xác định các vật liệu khác có tính chất tương tự, việc sản xuất chip chịu nhiệt dựa trên công nghệ này trên quy mô lớn trở nên dễ dàng hơn", theo Yang. "Mức 700 độ C cũng chưa phải là ngưỡng cuối cùng".
Theo chuyên gia này, ngoài ứng dụng cho thiết bị điện tử ở môi trường khắc nghiệt hay các trung tâm dữ liệu trên Trái Đất, công nghệ mới có tiềm năng sử dụng cho các cuộc thám hiểm không gian. Chẳng hạn, sao Kim có nhiệt độ bề mặt nằm trong phạm vi 700 độ C, và các sứ mệnh trước đây đã thất bại một phần vì những thiết bị điện tử thông thường không thể chịu được sức nóng này.
Dù kết quả đầy hứa hẹn, nhóm nghiên cứu cho biết công nghệ này vẫn còn ở giai đoạn sơ khai. Yang nhấn mạnh, chỉ riêng bộ nhớ là chưa đủ để xây dựng một hệ thống máy tính hoàn chỉnh. Các mạch logic chịu nhiệt độ cao cũng cần được phát triển và tích hợp. Ngoài ra, việc chế tạo hiện tại được thực hiện thủ công ở quy mô rất nhỏ trong phòng thí nghiệm, vì vậy việc mở rộng quy mô sản xuất sẽ cần thời gian.
"Đây là bước đầu tiên", Yang cho biết. "Vẫn còn một chặng đường dài phía trước. Nhưng xét về mặt logic, bạn có thể thấy: giờ đây điều đó đã trở nên khả thi. Thành phần còn thiếu đã được tạo ra".
Tuy nhiên, GPS lại không hoạt động hiệu quả dưới độ sâu của đại dương vì tín hiệu vệ tinh không thể xuyên qua nước biển, buộc các phương tiện dưới nước như tàu ngầm phải dựa vào hệ thống định vị thay thế, cụ thể là Hệ thống Định vị Quán tính (INS), để xác định vị trí.
INS có khả năng tính toán chuyển động và hướng đi của tàu ngầm mà không cần tham chiếu bên ngoài, từ đó giúp đảm bảo an toàn cho các tuyến đường trong điều kiện tầm nhìn hạn chế. Để giảm thiểu sai sót trong quá trình định vị, thủy thủ đoàn có thể kết hợp INS với các bản đồ địa hình đáy biển và các phương pháp ước lượng vị trí thủ công (dead reckoning) dựa trên hướng đi và tốc độ của tàu.
Ngoài ra, tàu ngầm cũng có thể sử dụng sonar (định vị và đo khoảng cách bằng sóng âm) hoặc các phương pháp âm thanh khác để xác định vị trí, mặc dù cần thận trọng vì việc phát tín hiệu có thể tiết lộ vị trí của tàu cho đối thủ. Một giải pháp kín đáo hơn là định vị tương đối địa hình, vốn so sánh địa hình thực tế với bản đồ để điều chỉnh hướng đi.
Một trong những lý do khiến GPS không hoạt động dưới nước là do tín hiệu sóng radio mà nó sử dụng nhanh chóng suy yếu khi xuyên qua nước, đặc biệt là nước biển có độ dẫn điện cao. Kết quả là tàu ngầm hoàn toàn bị cô lập khỏi các vệ tinh GPS khi hoạt động dưới biển. Mặc dù có một số phương án sóng vô tuyến tần số cực thấp có thể liên lạc với tàu ngầm, nhưng tốc độ truyền tải rất chậm và không phù hợp cho việc định vị trong thời gian thực.
Tuy nhiên, ngay cả khi không có GPS, tàu ngầm vẫn có những phương án hiệu quả để định vị và đảm bảo an toàn trong các nhiệm vụ dưới nước.
Ông Trump điện đàm với phi hành đoàn Artemis II sau khi tàu vũ trụ Orion vượt qua vùng tối Mặt Trăng, khoảng 9h30 ngày 7/4 (giờ Hà Nội). Ông gọi điện từ xa và được Giám đốc NASA Jared Isaacman kết nối từ Trung tâm Vũ trụ Johnson của NASA ở Houston.
"Hôm nay các bạn đã làm nên lịch sử và khiến cả nước Mỹ vô cùng tự hào", Tổng thống Trump nói. "Gần đây, chúng ta có rất nhiều điều đáng tự hào, nhưng không sánh được với những gì các bạn đang làm, là bay vòng quanh Mặt Trăng lần đầu tiên sau hơn nửa thế kỷ và phá kỷ lục về khoảng cách xa nhất so với Trái Đất".
Tổng thống Mỹ cũng cho biết "đích thân" gửi lời chào và chúc mừng đến chỉ huy Reid Wiseman, phi công Victor Glover, chuyên gia sứ mệnh Christina Koch và Jeremy Hansen, cũng như cảm ơn toàn bộ đội ngũ NASA. "Các bạn thực sự là những người tiên phong thời hiện đại", ông tiếp tục.
Người đứng đầu Nhà Trắng thêm rằng, ông muốn Isaacman đưa phi hành đoàn Artemis II đến Phòng Bầu dục sau khi họ trở về Trái Đất. "Tôi sẽ xin chữ ký của các bạn", Trump nói. "Tôi không thường xuyên xin chữ ký, nhưng các bạn xứng đáng với điều đó. Các bạn thực sự đặc biệt. Mọi người đang bàn tán về điều này, và tôi mong được gặp tại Phòng Bầu dục ở Nhà Trắng, cùng nhau chúc mừng những thành tựu và thử thách phi thường".
Ông Trump cũng yêu cầu các phi hành gia kể lại điều gì gây ấn tượng nhất. Chỉ huy Reid Wiseman chọn mô tả khoảnh khắc chứng kiến nhật thực trên tàu Orion. "Chúng tôi có thể nhìn thấy vành nhật hoa của Mặt Trời, và sau đó là chuỗi các hành tinh thẳng hàng với sao Hỏa", Wiseman nói. "Tất cả đều rất háo hức khi nghĩ đến tương lai con người sẽ sống trên hai hành tinh".
"Tôi nghĩ điểm ấn tượng nhất, thưa ngài Tổng thống, là việc trở về từ phía xa của Mặt Trăng và được nhìn thấy Trái Đất sau khi mất liên lạc khoảng 45 phút", nữ phi hành gia Christina Koch nói. "Điều đó thực sự nhắc nhở chúng ta về một nơi đặc biệt, về tầm quan trọng mà quốc gia chúng ta phải nỗ lực dẫn đầu trong việc khám phá không gian sâu thẳm".
Jeremy Hansen của Cơ quan Vũ trụ Canada cho biết khi trở lại từ mặt tối của Mặt Trăng, cảm giác của ông "không ở trong một khoang tàu", và "thực sự choáng ngợp trước trải nghiệm phi thường". Ông cũng ca ngợi nước Mỹ và Tổng thống Trump về sự tiên phong trong chinh phục vũ trụ.
Đáp lại, ông Trump cho biết đã nói chuyện với Thủ tướng Canada Wayne Gretzky và "nhiều người bạn khác" ở Canada, bày tỏ niềm tự hào của họ về Hansen và phi hành đoàn Artemis II. "Bạn có rất nhiều sự can đảm, rất nhiều dũng khí và rất nhiều tài năng", ông Trump nói.
Koch, người phụ nữ đầu tiên trong lịch sử hoàn thành chuyến bay ngang qua Mặt Trăng, nói thêm rằng bà đang thích nghi "rất tốt" với cuộc sống trong không gian. "Thời gian trôi qua quá nhanh. Tôi chưa sẵn sàng về nhà", Koch nói. "Được ở trong một tàu vũ trụ đang bay sâu vào không gian và tự mình điều khiển nó bay vòng quanh quả là trải nghiệm tuyệt vời".
Phi hành đoàn cho biết, khi mất liên lạc, họ đã cùng nhau ăn bánh quy kem vị siro phong do Hansen chuẩn bị để kỷ niệm "khoảnh khắc kỳ diệu".
Tàu vũ trụ Orion hiện rời phạm vi ảnh hưởng của Mặt Trăng - khu vực có lực hấp dẫn của Mặt Trăng mạnh hơn Trái Đất. Tàu dự kiến thực hiện lần đốt nhiên liệu đầu tiên để duy trì quỹ đạo trở về. Ngoài ra, phi hành đoàn sẽ thực hiện cuộc gọi đặc biệt trong không gian tới các phi hành gia trên Trạm Vũ trụ Quốc tế ISS trước khi trở về Trái Đất cuối tuần này.
Tàu Orion rời bệ phóng tối 1/4 (5h35 ngày 2/4 giờ Hà Nội) đưa bốn phi hành gia bay tới Mặt Trăng, trở thành sứ mệnh có người lái đầu tiên của NASA vượt ra ngoài quỹ đạo Trái Đất tầm thấp sau 54 năm. Nhiệm vụ Artemis II đánh dấu hàng loạt cột mốc trong ngành hàng không vũ trụ. Ví dụ, phi hành gia da màu, người phụ nữ, người không phải công dân Mỹ đầu tiên, phi hành gia lớn tuổi nhất đến Mặt Trăng.
Bên cạnh đó, đây là chuyến bay có người lái đầu tiên của tên lửa Hệ thống Phóng Không gian (SLS) và tàu Orion. Rất nhiều công nghệ trên tàu cũng lần đầu được thử nghiệm ngoài không gian như Hệ thống Liên lạc Quang học Orion Artemis II, sử dụng tia laser để gửi và nhận dữ liệu từ Trái Đất. Ngoài ra, tàu cũng trang bị nhà vệ sinh hoạt động đầy đủ đầu tiên trong chuyến bay tới Mặt Trăng.
