Mỹ đưa thứ to bằng lò vi sóng lên không gian: Trong khoảng cách 18km không vật gì có thể lọt khỏi tầm mắt

Theo Interesting Engineering, tàu thăm dò AVIRIS-5 của NASA đã cất cánh. Nhiệm vụ của con tàu này là phát hiện các khoáng chất chứa lithium từ trên không, hỗ trợ chiến dịch chụp cộng hưởng từ Trái đất quy mô lớn của Cục Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS).

Cảm biến trên không mới nhất của NASA đang đưa hoạt động thăm dò khoáng sản lên tầm cao mới.

Được gọi là AVIRIS-5, máy quang phổ hình ảnh tiên tiến này đã bắt đầu quét khu vực phía Tây nước Mỹ từ độ cao hơn 18km so với mặt đất, lập bản đồ các loại đá giàu lithium và các khoáng chất quan trọng khác với độ chi tiết chưa từng có. Thiết bị này có kích thước tương đương một chiếc lò vi sóng, được vận chuyển trên máy bay nghiên cứu ER-2 của NASA ở độ cao lớn.

Từ góc nhìn đó, nó có thể phát hiện "dấu vân tay" quang phổ mờ nhạt của khoáng chất, đất sét, sắc tố và các hợp chất khác trên bề mặt Trái đất bằng cách phân tích cách ánh sáng mặt trời phản chiếu trên chúng.

Dự án được thực hiện với sự hợp tác của Cơ quan Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS), đánh dấu chiến dịch lập bản đồ khoáng sản trên không lớn nhất của quốc gia cho đến nay.

AVIRIS-5 hiện là máy quang phổ mới nhất trong dòng máy quang phổ của Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực (JPL) của NASA. Nó đã có từ nhiều thập kỷ, được sử dụng để nghiên cứu Trái Đất, Mặt Trăng và hầu hết mọi hành tinh đá lớn trong hệ mặt trời.

Cảm biến mới này có chung nguồn gốc với các thiết bị đã theo dõi lớp vỏ sao Hỏa, phát hiện ra các hồ trên Titan và lần đầu tiên phát hiện ra nước trên Mặt Trăng. Cho đến gần đây, AVIRIS-5 mới được chế tạo lại phù hợp cho Trái đất và để đạt tốc độ cao.

Lập bản đồ các kho báu ẩn giấu

Trong năm đầu tiên, AVIRIS-5 đã ghi lại hơn 200 giờ bay trên Nevada, California và các tiểu bang miền Tây khác như một phần của Thí nghiệm lập bản đồ địa chất Trái đất (GEMx). Kế hoạch mới mang tên Earth MRI, nhằm mục đích hiện đại hóa bản đồ bề mặt và lòng đất của quốc gia để xác định các nguồn tài nguyên thiết yếu cho năng lượng, sản xuất và an ninh quốc gia.

Một điểm nổi bật của dự án là việc phát hiện ra hectorite, một loại đất sét chứa lithium quý giá, được tìm thấy trong chất thải của một mỏ bỏ hoang ở California.

Lithium nằm trong số 50 khoáng chất mà Cơ quan Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS) coi là thiết yếu do rủi ro chuỗi cung ứng. Khả năng phát hiện các mỏ lithium từ tầng bình lưu mang lại cho các nhà địa chất một công cụ mới mạnh mẽ khi nhu cầu toàn cầu tăng vọt.

“Phạm vi mà bạn có thể giải quyết với công nghệ này thực sự rất thú vị, từ quản lý đất đai đến nguồn nước từ tuyết phủ và nguy cơ cháy rừng,” nhà khoa học hệ thống Trái đất Dana Chadwick của NASA JPL cho biết. “Khoáng sản thiết yếu chỉ là bước khởi đầu đối với dự án AVIRIS-5.”

Độ phân giải không gian được cải thiện của AVIRIS-5, sắc nét gấp đôi so với thế hệ trước, cho phép phân biệt các đặc điểm nhỏ tới 30cm từ khoảng cách 18km.

Mỗi chuyến bay tạo ra các "khối hình ảnh" khổng lồ, thu thập cả hình ảnh và dữ liệu quang phổ chi tiết cho từng pixel.

Các dấu hiệu quang phổ này cho phép các nhà khoa học xác định vị trí khoáng chất giống như cách dấu vân tay xác định danh tính cá nhân.

Công nghệ sinh ra để dành cho không gian

Công nghệ này được phát triển dựa trên những đột phá tại Phòng thí nghiệm Thiết bị siêu nhỏ của NASA JPL, nơi các kỹ sư sử dụng lăng kính, lưới nhiễu xạ, mảng cảm biến và các vật liệu tiên tiến như silicon đen. Đây là một trong những chất tối nhất từng được tạo ra, để loại bỏ ánh sáng lạc và tăng độ chính xác.

Các thiết bị tương tự đã được sử dụng trong các sứ mệnh đến Sao Thủy, Sao Hỏa, Sao Diêm Vương, Titan và sắp tới là mặt trăng Europa của Sao Mộc.

Kể từ khi chiếc AVIRIS đầu tiên cất cánh vào năm 1986, dòng cảm biến này đã phân tích núi lửa, vết tích cháy rừng, vùng thiên tai, cây trồng bị bệnh và nhiều hơn nữa.

AVIRIS-5 hiện đang mở rộng di sản đó bằng cuộc khảo sát khoáng sản trên không lớn nhất từ trước đến nay của Hoa Kỳ.

Đối với AVIRIS-5, việc lập bản đồ lithium chỉ là bước khởi đầu. Cảm biến này được thiết kế để thay đổi cách chúng ta nhìn nhận Trái đất, từng bước một thông qua dấu vân tay quang phổ.