Ngô Hoà dừng lại một chút, ánh mắt lướt qua khuôn mặt đầy khát vọng học hỏi của các bạn học, rồi tiếp tục nói: “Nhưng quá trình phát triển chiếc xe thăm dò này không hề thuận lợi chút nào. Mọi người đều biết rằng môi trường bề mặt Mặt Trăng cực kỳ đặc biệt.

Nó không có tầng khí quyển bảo vệ, nên phải đối mặt trực tiếp với tác động của tia vũ trụ và gió Mặt Trời; sự chênh lệch nhiệt độ giữa ban ngày và ban đêm cực lớn, và địa hình lại phức tạp, thay đổi liên tục.

Vì vậy, để chiếc xe có thể hoàn thành nhiệm vụ một cách thuận lợi trên Mặt Trăng, nhóm nghiên cứu khoa học của chúng tôi đã phải đối mặt với rất nhiều thách thức khó có thể tưởng tượng được. Có thể nói, thành công này là kết quả của trí tuệ và sự nỗ lực không ngừng của hàng ngàn nhà khoa học.”

Nói đến đây, Ngô Hoà dừng lại một chút, sau đó tiếp tục: “Tại sao lại nói như vậy? Bởi vì môi trường bề mặt Mặt Trăng quá khắc nghiệt, đó chính là thách thức lớn nhất mà ‘Vọng Thư Nhất’ phải đối mặt.

Không có tầng khí quyển bảo vệ, bề mặt Mặt Trăng phải chịu trực tiếp tác động của bức xạ vũ trụ mạnh mẽ, điều này đặt ra thử thách lớn đối với các thiết bị điện tử và dụng cụ trên xe thăm dò. Các linh kiện điện tử thông thường trong môi trường như vậy có thể nhanh chóng gặp sự cố, khiến cho nhiệm vụ thăm dò thất bại.

Vì vậy, các kỹ sư của chúng tôi đã tiến hành hàng ngàn lần thử nghiệm và cải tiến, để phát triển ra các loại vật liệu và linh kiện điện tử đặc biệt, có khả năng chống bức xạ mạnh mẽ, đảm bảo rằng ‘Vọng Thư Nhất’ có thể hoạt động ổn định trong môi trường bức xạ.”

“Ngoài ra, sự chênh lệch nhiệt độ giữa ban ngày và ban đêm cũng là một trở ngại lớn. Vào ban ngày trên Mặt Trăng, nhiệt độ có thể lên tới 127 độ C, trong khi vào ban đêm lại giảm xuống còn -183 độ C. Sự thay đổi nhiệt độ cực đoan như vậy đặt ra yêu cầu rất cao đối với cấu trúc và tính chất vật liệu của xe thăm dò. Để đối phó với thách thức này, chúng tôi đã sử dụng các loại vật liệu cách nhiệt mới và hệ thống điều khiển nhiệt độ hiệu quả.

Loại vật liệu cách nhiệt này có thể ngăn chặn hiệu quả việc truyền nhiệt, còn hệ thống điều khiển nhiệt độ thì có thể tự động điều chỉnh nhiệt độ bên trong xe theo sự thay đổi của nhiệt độ môi trường, đảm bảo rằng các thiết bị bên trong xe hoạt động trong phạm vi nhiệt độ thích hợp.”

“Ngoài ra, địa hình phức tạp trên bề mặt Mặt Trăng cũng là một trở ngại lớn khác

“Ngay cả khi gặp phải những thay đổi địa hình đột ngột, nó vẫn có thể phản ứng nhanh chóng để tránh các tai nạn va chạm hoặc lật xe.”

“Về mặt thông tin liên lạc, khoảng cách xa xôi giữa Trái Đất và Mặt Trăng gây ra tình trạng trễ trầm trọng trong việc truyền thông điệp. Các lệnh được gửi từ Trái Đất cần mất vài giây, thậm chí là nhiều phút mới đến được ‘Wangshu 1’, và dữ liệu được nó gửi trở lại cũng mất khoảng thời gian tương tự mới đến được chúng ta.”

“Điều này đòi hỏi ‘Wangshu 1’ phải sở hữu khả năng đưa ra quyết định một cách tự chủ cao độ. Chúng tôi đã thiết kế cho nó một hệ thống điều khiển thông minh, giúp nó có thể tự động thực hiện các công việc như thăm dò, lấy mẫu… dựa trên các nhiệm vụ đã được đặt trước và điều kiện môi trường hiện tại, ngay cả khi không nhận được lệnh trực tiếp.”

“Đồng thời, chúng tôi cũng không ngừng cải tiến công nghệ thông tin liên lạc, nhằm nâng cao hiệu quả và tính ổn định của việc truyền dữ liệu, đảm bảo rằng thông tin được truyền đi một cách chính xác.”

“Ngoài ra, còn có vấn đề về nguồn năng lượng. Để ‘Wangshu 1’ – chiếc xe thăm dò thông minh trên bề mặt Mặt Trăng – có thể hoạt động hiệu quả trong môi trường khắc nghiệt của Mặt Trăng, chúng tôi cần trang bị cho nó một hệ thống nguồn năng lượng mạnh mẽ.”

“Mọi người đều biết rằng, vào ban ngày trên Mặt Trăng, thời gian rất dài, khoảng hai tuần; còn ban đêm cũng kéo dài tương tự, cũng khoảng hai tuần, và đó chính là những gì chúng ta gọi là một tháng trên Mặt Trăng.”

“Vào ban ngày, do ánh nắng Mặt Trời chiếu rọi, nhiệt độ trở nên rất cao; ở những nơi ánh nắng chiếu thẳng xuống, nhiệt độ có thể lên tới 127°C.”

“Lúc này, việc sử dụng các tấm pin năng lượng mặt trời để phát điện là rất phù hợp, bởi vì không có tầng khí quyển cản trở, nên lượng điện thu được từ quang điện học là rất đáng kể.”

“Nhưng một khi đêm đến, thì không còn chút ánh sáng nào cả; môi trường trở nên tối đen như mực, nhiệt độ giảm mạnh xuống, có thể chỉ còn -183°C, và sự chênh lệch nhiệt độ giữa ban ngày và ban đêm có thể lên tới khoảng 310°C.”

“Với nhiệt độ thấp đến mức đó, không chỉ việc phát điện trở nên khó khăn, mà cả việc liệu ‘Wangshu 1’ có thể thích nghi được với nhiệt độ thấp như vậy hay không cũng là một vấn đề lớn.”

“Đặc biệt là đối với những viên pin được trang bị cho nó, chúng phải thực sự có khả năng chịu đựng được sự chênh lệch nhiệt độ lớn như vậy. Mọi người đều biết r

Về loại pin này, chắc hẳn mọi người đã từng nghe nói đến rồi, vì vậy tôi sẽ không đi vào chi tiết nữa. Dựa trên công nghệ pin rắn siêu hiện đại, chúng tôi đã kết hợp với điều kiện khắc nghiệt của Mặt Trăng để thực hiện những cải tiến và tối ưu hóa phù hợp, giúp pin có thể thích nghi được với môi trường cực đoan trên Mặt Trăng.

Ngoài ra, chúng tôi còn trang bị cho nó hệ thống tuần hoàn nhiệt lượng, với các mạng lưới mao quản nhỏ được bố trí bên trong pin, giúp duy trì nhiệt độ của pin ở mức có thể kiểm soát được trong suốt những đêm dài tăm tối, từ đó đảm bảo sự an toàn và ổn định của pin.

Tất nhiên, chỉ có pin thôi là chưa đủ. Để tránh những tình huống bất ngờ hay những điều kiện cực đoan xảy ra, chúng tôi cũng cần trang bị thêm một hệ thống năng lượng thứ hai, và đó là một hệ thống năng lượng vô cùng đáng tin cậy.

Đó chính là máy phát điện nhiệt độ do sự chênh lệch nhiệt độ giữa các đồng vị phóng xạ, còn được gọi là “pin hạt nhân”.

Nói một cách đơn giản, máy phát điện này sử dụng nhiệt lượng sinh ra từ quá trình phân rã của các nguyên tố phóng xạ để tạo ra điện năng. Nó có rất nhiều ưu điểm, chẳng hạn như độ ổn định cao, không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, các phản ứng hóa học, áp suất hay trường điện từ trong môi trường bên ngoài, và thời gian sử dụng cũng rất dài – có thể cung cấp điện năng ổn định trong hàng chục năm, thậm chí lâu hơn nữa.

Chẳng hạn, các tàu vũ trụ Voyager 1 và Voyager 2 đều sử dụng loại máy phát điện này. Voyager 1 được phóng vào năm 1977, và nó sử dụng ba máy phát điện nhiệt độ do sự chênh lệch nhiệt độ giữa các đồng vị phóng xạ (RTG), với nguyên liệu là plutonium-238. Nhờ đó, Voyager 1 đã vượt qua ranh giới Hệ Mặt Trời và bước vào không gian vũ trụ, hiện nay nó cách Trái Đất hơn 24,6 tỷ kilômét.

Còn tàu thăm dò Pluto New Horizons, cái tên đã quen thuộc với mọi người vì bức ảnh nổi tiếng về sao Diêm Vương, cũng sử dụng loại máy phát điện này.

Ngoài ra, tàu thăm dò Sao Hỏa Curiosity cũng sử dụng loại máy phát điện nhiệt độ đa nhiệm vụ, có khả năng cung cấp khoảng 125 watt điện năng một cách ổn định trong bất kỳ điều kiện nào, một con số rất đáng kể.

Không chỉ vậy, máy phát điện nhiệt độ do sự chênh lệch nhiệt độ giữa các đồng vị phóng xạ còn có khả năng chịu đựng tốt các điều kiện môi trường khắc nghiệt, như nhiệt độ cao, thấp, bức xạ mạnh, chân không, v.v., mà không bị ảnh hưởng nhiều. Nó cũng có kích thước nhỏ gọn, trọng