NASA đã phát sóng trực tiếp sự kiện Neil Armstrong đặt chân lên Mặt Trăng như thế nào?

Sự kiện Apollo 11 hạ cánh lên Mặt Trăng và Neil Armstrong trở thành người đầu tiên đặt chân lên Mặt Trăng đã trở thành sự kiện truyền thông lớn nhất thế kỷ 20.

Theo báo Popular Science, phi công Dake Slayton của NASA đã biết trước khả năng tác động từ việc phát sóng trực tiếp sự kiện này nên đã thúc đẩy lắp đặt antenna cố định trên Mặt Trăng để Armstrong và Buzz Aldrin không phải chờ một trạm phát sóng vệ tinh di chuyển vào khu vực mới có thể bước ra ngoài. Sự kiện này được NASA chuẩn bị gần một thập kỷ và yêu cầu nhiều trang thiết bị kỹ thuật rất kỳ công.

Liên lạc qua vùng không gian sâu

Trong mỗi nhiệm vụ, phi hành đoàn và bộ phận mặt đất phải trao đổi rất nhiều thông tin với nhau, bao gồm cập nhật dữ liệu máy tính, tin nhắn thoại và một số dạng thông tin khác. Đầu năm 1962, NASA nhận ra rằng nhiệm vụ Apollo 11 có thể sẽ phải cần đến hệ thống thông tin riêng biệt. Hai chương trình sao Thủy và Song Ngư sử dụng hệ thống vô tuyến riêng, nhưng trước đây chỉ mới thử nghiệm trong Trái Đất. Hệ thống vô tuyến của hai chương trình này có thể đàm thoại hai chiều, tải dữ liệu lên và kết nối từ xa nhờ vào sử dụng hệ thống tấn số cực cao UHF và tần số rất cao VHF cùng với khả năng theo dõi bằng đèn hiệu băng tần C trên tàu vũ trụ cùng hệ thống ra-đa trên mặt đất. Hệ thống này hoạt động tốt trong các nhiệm vụ đơn giản, nhưng với Apollo, chúng phải đi ra khỏi quỹ đạo của Trái Đất và ba người đàn ông trong hai con tàu vũ trụ sẽ phải làm việc cùng lúc và truyền về Trái Đất sóng truyền hình trực tiếp. NASA cần một cách mới để có thể tải dữ liệu lên và xuống với khối lượng lớn hơn.

Giải pháp đưa ra có tên là Unified S-band hay gọi tắt là USB. Chỉ với một antenna, nó có khả năng dò tìm, đo khoảng cách, điều khiển, đàm thoại và dữ liệu truyền hình. Âm thanh và dữ liệu y sinh sẽ được truyền trên sóng mang phụ FM 1.25 MHz, thông số đo đạc từ xa sẽ truyền trên sóng mang phụ 1.024 MHz hai pha, và giữa hai tàu vũ trụ, tàu điều khiển và tàu đáp trên Mặt Trăng, sẽ sử dụng mã đo khoảng cách tất định thông qua một đường truyền đa pha S-band với tấn số 2287.5 MHz cho tàu điều khiển CMS và 2282.5 MHz cho tàu trên Mặt Trăng. Nói ngắn gọn là mỗi loại thông tin truyền giữa Trái Đất và Mặt Trăng đều sử dụng một con đường riêng biệt. Ngoại trừ tín hiệu truyền hình trực tiếp.

Để dọn đường cho tín hiệu truyền hình từ Mặt Trăng, NASA đã loại bỏ mã đo khoảng cách và thay đổi đa pha sang đa băng tần. Nhờ đó họ có băng tần 700 kHz cho đường dẫn truyền hình qua tín hiệu USB. Nhưng vấn đề là băng tần này không đủ để tải dữ liệu từ một máy quay phim thông thường vào thời điểm đó, chúng truyền đi 525 dòng dữ liệu quét với 30 khung hình trên giây ở băng tần 5 MHz. Thay vào đó, NASA sẽ cần một máy quay phim quét chậm được thiết kế nhỏ hơn với 320 dòng dữ liệu quét với 10 khung hình trên giây và nó chỉ cần băng tần 500 kHz.

Với những yêu cầu này, NASA đã ký kết hai hợp đồng. Một hợp đồng với RCA cho máy ảnh trên tàu điều khiển và một hợp đồng với Bộ phận Hàng không vũ trụ của Westinghouse Electric cho máy ảnh trên tàu Mặt Trăng.

Stan Lebar cùng hai chiếc máy ảnh được sử dụng trong nhiệm vụ Apollo 11. Chiếc bên trái ghi hình có màu từ tàu điều khiển và chiếc bên phải ghi hình từ Mặt Trăng.

Từ Mặt Trăng đến phòng khách

Máy ảnh quét chậm trên tàu Mặt Trăng được thiết kế bởi Stan Lebar, quản lý của chương trình Apollo TV Lunar Camera. Nó có kích thước nhỏ, khối lượng thấp và được thiết kế để thích nghi với các phản lực, sự thay đổi khối lượng đột ngột và nhiệt độ khác biệt trong không gian. Và cách sử dụng cũng đơn giản nhất để các phi hành gia vẫn thao được với đôi găng tay cồng kềnh.

Ống kính chiếc máy ảnh này còn chứa đựng một công nghệ tuyệt mật. Nó phải thu được những hình ảnh rõ nét trong điều kiện độ tương phản cao giữa phần sáng của Mặt Trăng và bầu trời tối đen ngoài không gian. Westinghouse đã giải được bài toán này. Công ty đã phát triển một ống nhìn có khả năng bắt ánh sáng yếu cho Bộ Quốc phòng để quan sát trong cuộc chiến tranh Việt Nam, chúng có thể tìm thấy trên người của các phi công bị bắn rơi vào ban đêm. Điểm mấu chốt là ống thu hình này kết hợp bộ khuếch đại ánh sáng với độ truyền dẫn electon thứ cấp (SEC). Ống SEC có thể tái tạo hình ảnh động của vật thể ở độ sáng yếu mà không bị mờ. Bộ Quốc phòng đã cho phép NASA sử dụng công nghệ tuyệt mật này vào chiếc máy ảnh trên Mặt Trăng. Chỉ có một vài người trong dự án này biết rằng họ đang sử dụng công nghệ thuộc bí mật quốc gia.

Armstrong đang tập luyện cho nhiệm vụ Apollo 11. MESA được bọc trong lớp chống nhiệt màu vàng, trên nó có một lỗ để đặt ống kính máy ảnh.

Đây là chiếc máy ảnh đã ghi lại bước chân đầu tiên của Armstrong trên Mặt Trăng. Trong giai đoạn đầu, chiếc máy ảnh sẽ được xếp gọn lại trong hệ thống Modularized Equipment Stowage Assembly (MESA) tại khu vực lưu trữ số 4 nằm bên trái thang của tàu vũ trụ Mặt Trăng. Armstrong sẽ đứng trên tàu và kéo dây để mở MESA ra. Bên ngoài MESA được phủ một lớp chống nhiệt, riêng phần ống kính được đưa ra bên ngoài để ghi hình mọi hoạt động diễn ra. Bên trong cabin, Buzz Aldrin gạt công tắc để bật máy ảnh và cho phép chúng ghi lại quá trình Armstrong đặt chân lên Mặt Trăng.

Tín hiệu được gửi từ antenna trên Mặt Trăng đến trạm dò tìm tại Goldstone ở thung lũng Honeysuckle gần Canberra và khu Parkes Radio Astronomy tại New South Wales, Úc. NASA đã sử dụng một bộ chuyển đổi để chuyển dữ liệu về chuẩn phát sóng với 525 dòng dữ liệu quét ở 30 khung hình trên giây. Sau đó, các trạm theo dõi này truyền tín hiệu bằng sóng vi ba lên vệ tinh liên lạc Intelsat và bằng đường truyền điện thoại mặt đất của AT&T tới trung tâm điều hành nhiệm vụ tại Houston; từ đây họ sẽ phát sóng trực tiếp đến toàn thế giới. Tuy quá trình truyền dữ liệu khiến hình ảnh xuống cấp đáng kể, tuy nhiên nó vẫn là chương trình truyền hình trực tiếp bước chân đầu tiên của nhân loại trên Mặt Trăng.