Robot trong không gian là những thiết bị tự động được thiết kế để hoạt động trong môi trường vũ trụ. Những robot này có thể được điều khiển từ xa từ Trái đất hoặc hoạt động tự chủ, sử dụng các cảm biến và thuật toán để thực hiện các nhiệm vụ cụ thể. Robot trong không gian là một phần quan trọng của việc khám phá vũ trụ, vì chúng có thể thực hiện các nhiệm vụ nguy hiểm hoặc tẻ nhạt mà con người khó hoặc không thể thực hiện được.
Không gian vũ trụ là nơi nguy hiểm và khắc nghiệt đối với con người, nhưng robot có thể giúp khám phá nơi này. Trong những năm gần đây, robot đã được sử dụng để thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau trong không gian, từ nghiên cứu khoa học đến sửa chữa vệ tinh và thám hiểm các hành tinh khác.
Robot trong không gian có nhiều ưu điểm hơn con người. Chúng có thể chịu đựng được các điều kiện khắc nghiệt, chẳng hạn như bức xạ vũ trụ và nhiệt độ cực thấp, mà không có nguy cơ mắc bệnh hoặc tử vong. Chúng cũng có khả năng thực hiện các nhiệm vụ đòi hỏi độ chính xác cao mà không bị mệt mỏi hoặc mắc lỗi như con người. Hơn nữa, robot có thể được điều khiển từ Trái đất, có nghĩa là không cần phải đưa phi hành đoàn lên vũ trụ.
Bối cảnh
Robot đã được sử dụng trong không gian từ những năm 1960. Năm 1961, Liên Xô phóng vệ tinh có người lái đầu tiên, Vostok 1, nhưng phải đến năm 1963, họ mới phóng vệ tinh không người lái đầu tiên, Sputnik 3. Kể từ đó, robot đã trở thành một phần không thể thiếu trong hoạt động thám hiểm không gian và nghiên cứu khoa học.
Một trong những ứng dụng đầu tiên của robot trong không gian là thám hiểm hành tinh. Năm 1971, sứ mệnh Apollo 15 của NASA bao gồm phương tiện thám hiểm mặt trăng điều khiển từ xa đầu tiên, Lunar Roving Vehicle (LRV). LRV cho phép các phi hành gia khám phá những khu vực rộng lớn hơn và xa hơn trên Mặt Trăng so với việc đi bộ.
Năm 1977, tàu thăm dò Voyager được phóng vào không gian để khám phá các hành tinh bên ngoài. Được trang bị máy ảnh và các thiết bị khoa học khác, tàu Voyager đã gửi những thông tin có giá trị về Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương trở lại Trái Đất. Kể từ đó, nhiều sứ mệnh robot đã được đưa vào không gian để khám phá các hành tinh, tiểu hành tinh và sao chổi.
Ngoài việc thám hiểm các hành tinh, robot cũng được sử dụng trong không gian để sửa chữa và bảo trì vệ tinh. Năm 1984, NASA phóng tàu con thoi có người lái đầu tiên, được thiết kế để thực hiện các nhiệm vụ bảo trì và sửa chữa vệ tinh. Kể từ đó, các phi hành gia đã thực hiện nhiều chuyến đi bộ ngoài không gian để sửa chữa, nâng cấp và bảo trì các vệ tinh trên quỹ đạo.
Một ứng dụng quan trọng khác của robot trong không gian là nghiên cứu khoa học. Robot có thể được sử dụng để tiến hành các thí nghiệm khoa học trong không gian, cung cấp thông tin quý giá về vật lý, hóa học và sinh học trong môi trường không trọng lực. Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) là một phòng thí nghiệm trên quỹ đạo được sử dụng để tiến hành nhiều thí nghiệm khoa học, trong đó nhiều thí nghiệm được thực hiện bởi robot.
Robot trong không gian ngày nay
NASA là một trong những tổ chức hàng đầu sử dụng robot trong không gian. Tàu thám hiểm Curiosity là một trong những robot nổi tiếng nhất được gửi đến sao Hỏa để nghiên cứu bề mặt và môi trường của hành tinh này. Được phóng vào năm 2011, tàu thám hiểm này đã hoạt động trên sao Hỏa từ năm 2012, khám phá bề mặt và thu thập dữ liệu khoa học về Hành tinh Đỏ. Curiosity là một robot tiên tiến , được trang bị một loạt các thiết bị khoa học và hệ thống định vị tinh vi cho phép nó di chuyển trên bề mặt sao Hỏa và gửi dữ liệu về Trái đất.
Ngoài tàu thám hiểm Curiosity, NASA cũng đang nghiên cứu thế hệ robot không gian mới có tên gọi Astrobee. Những robot này được thiết kế để hoạt động tự động và được sử dụng để thực hiện các nhiệm vụ như kiểm tra thiết bị và tiến hành các thí nghiệm khoa học. Một trong những mục tiêu của NASA với robot Astrobee là cải thiện hiệu quả làm việc của phi hành đoàn trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) và cho phép các phi hành gia tập trung vào các nhiệm vụ quan trọng hơn, có mức độ ưu tiên cao hơn.
Một robot tiên tiến khác trong không gian là robot ExoMars của châu Âu. Robot này là một phần trong sứ mệnh chung giữa Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) và Cơ quan Vũ trụ Nga (Roscosmos) nhằm nghiên cứu bề mặt sao Hỏa.
ExoMars là một tàu thám hiểm được thiết kế để tìm kiếm sự sống trên hành tinh đỏ, khoan vào bề mặt sao Hỏa và tìm kiếm bằng chứng về nước và các nguyên tố khác. Xe tự hành này cũng có một bộ thiết bị khoa học tiên tiến, bao gồm máy quang phổ và máy phân tích khí, cho phép thu thập và phân tích dữ liệu về thành phần bề mặt sao Hỏa.
Một robot khác trong không gian là Canadarm2, một cánh tay robot đặt trên ISS. Canadarm2 được sử dụng để sửa chữa và bảo trì trạm vũ trụ, cũng như để kết nối và tách tàu vũ trụ. Cánh tay robot được các phi hành gia trên ISS điều khiển và được sử dụng để di chuyển thiết bị và thực hiện các nhiệm vụ nguy hiểm hoặc không thể thực hiện được đối với con người.
Ngoài các robot được đề cập ở trên, còn có rất nhiều robot khác đang ở trong không gian để thực hiện các nhiệm vụ quan trọng. Hầu hết các robot này đều được thiết kế để hoạt động tự động, nghĩa là chúng có thể thực hiện nhiệm vụ mà không cần sự can thiệp liên tục của con người. Điều này đặc biệt quan trọng trong không gian, nơi giao tiếp với Trái Đất có thể bị hạn chế và các phi hành gia có thể bận rộn với những nhiệm vụ khác.
Perseverance, có biệt danh là Percy, là một robot được NASA gửi lên sao Hỏa để khám phá miệng núi lửa Jezero như một phần của sứ mệnh Mars 2020. Nó được phóng từ Cape Canaveral ở Florida vào ngày 30 tháng 7 năm 2020 và hạ cánh xuống sao Hỏa vào ngày 18 tháng 2 năm 2021. Thiết kế của nó rất giống với robot Curiosity.
Perseverance có bảy thiết bị khoa học cho phép nghiên cứu bề mặt sao Hỏa một cách chi tiết. Các thiết bị này bao gồm máy ảnh, máy quang phổ và tia laser để phân tích đá và đất trên sao Hỏa. Nó cũng mang theo 23 camera và 2 micro để các nhà khoa học có thể lắng nghe âm thanh của sao Hỏa. Ngoài ra, tàu còn có một cánh tay robot với các công cụ để thu thập mẫu đá và đất trên sao Hỏa.
Trực thăng thám hiểm Ingenuity cũng tham gia vào nhiệm vụ này. Chiếc trực thăng này là thiết bị trình diễn công nghệ sẽ giúp Perseverance tìm ra những địa điểm tiềm năng để nghiên cứu và thu thập mẫu vật. Ingenuity là tàu vũ trụ đầu tiên bay thành công trên một hành tinh khác và đã thực hiện một số chuyến bay thành công trong bầu khí quyển của sao Hỏa.
Cùng nhau, tàu thăm dò Perseverance và trực thăng Ingenuity đang thực hiện những khám phá quan trọng trên sao Hỏa và cung cấp cho các nhà khoa học thông tin quý giá về lịch sử địa chất của Hành tinh Đỏ. Nhiệm vụ của họ rất quan trọng để hiểu rõ hơn về hệ mặt trời của chúng ta và những địa điểm tiềm năng nơi sự sống có thể tồn tại.