Máy tính lượng tử đang bẻ khóa RSA-2048
Đến nay, máy tính lượng tử đang trở nên mạnh mẽ đến mức chúng có thể mở khóa mã hóa cấp cao trước đây với hàng trăm chữ số chỉ trong vài giây.
Máy tính lượng tử bắt đầu nổi lên trong thập kỷ trước như một sự thay thế mang tính cách mạng cho máy tính "cổ điển". Trong khi hệ thống lượng tử bị giới hạn ở số một nhị phân và số không, các hệ lượng tử có lợi thế là sử dụng nhiều giá trị đồng thời, cho phép chúng làm việc với những con số khổng lồ về mặt thiên văn mà thường mất hàng triệu hoặc hàng tỷ năm để tính toán.
Trong những năm 2010, các máy tính lượng tử mạnh nhất có vài chục qubit - tương đương với lượng tử của bit máy tính - khiến chúng kém hơn so với máy tính truyền thống. Các công ty như D-Wave đã tuyên bố hàng nghìn qubit nhưng dựa vào một kỹ thuật gọi là ủ lượng tử, không được các nhà nghiên cứu chấp nhận là máy tính lượng tử "phổ quát" và dễ bị tỷ lệ lỗi cao.
Mặc dù việc mở rộng quy mô nhanh chóng của các qubit đã xảy ra vào những năm 2020, nhưng thời gian kết hợp vẫn là một thách thức lớn. Được định nghĩa là một qubit có thể chứa thông tin chính xác trong bao lâu, điều này thường được đo trên thang thời gian nano hoặc micro giây. Tuy nhiên, máy tính lượng tử bắt đầu vượt quá thời gian kết hợp từ một giây trở lên vào cuối thập kỷ.
Vào những năm 2030, thời gian kết hợp còn tăng hơn nữa, với các phép tính ổn định và không bị gián đoạn từ 10 giây trở lên. * Sự kết hợp của các hệ thống ngày càng mạch lạc và chịu lỗi và số lượng qubit thậm chí cao hơn giờ đây cho phép máy tính lượng tử hoạt động với những con số thực sự khổng lồ. Điều này bao gồm việc giải quyết các thuật toán mã hóa cấp cao. Ví dụ, máy tính cổ điển sẽ mất 300 nghìn tỷ năm để phá vỡ 617 chữ số của tiêu chuẩn RSA-2048. Các nhà nghiên cứu với máy tính lượng tử hiện đã đạt được kỳ tích này trong 10 giây.
Vào giữa những năm 2030, với các máy tính lượng tử quy mô lớn chuyển từ phòng thí nghiệm sang sử dụng rộng rãi hơn, lượng lớn sức mạnh tính toán có sẵn đang mang lại nhiều cơ hội nhưng cũng có nguy hiểm. Trong khi hầu hết các chính phủ và doanh nghiệp đã thực hiện các biện pháp để nâng cấp cơ sở hạ tầng CNTT của họ, các hệ thống cũ không có cải tiến bảo mật cần thiết hiện dễ bị tấn công mạng bởi các tác nhân nhà nước và tội phạm có tổ chức.
Ngoài dữ liệu cá nhân của người dùng, khả năng bẻ khóa RSA-2048 cũng tiết lộ bí mật nhà nước và công nghiệp, cũng như thông tin liên quan đến các thuyết âm mưu lâu đời, kho lưu trữ lịch sử, v.v. Các báo cáo truyền thông thời gian này nêu bật một số vi phạm và rò rỉ, thúc đẩy sự giám sát chặt chẽ hơn đối với công nghệ máy tính lượng tử và mã hóa nói chung.
2033
Phi hành đoàn nhiệm vụ đến Phobos
Vào năm 2033, NASA thực hiện sứ mệnh có phi hành đoàn đầu tiên đến Phobos, vệ tinh trong cùng và lớn hơn trong số hai vệ tinh tự nhiên của sao Hỏa. Đây là nhiệm vụ mới nhất trong một loạt các mục tiêu mới đầy tham vọng nhằm mở rộng việc khám phá không gian của con người. Các nhiệm vụ trước đây đã chứng kiến các phi hành gia quay trở lại Mặt trăng và xây dựng một trạm vũ trụ mới trên quỹ đạo Mặt trăng. Sứ mệnh mới nhất này - hơn 60 năm sau kỷ nguyên Apollo - liên quan đến việc quay quanh sao Hỏa trước, trước khi hạ cánh xuống bề mặt Phobos.
Trong khi khoảng cách trung bình đến Mặt trăng là 384.000 km (239.000 dặm), hành trình đến sao Hỏa xa hơn gần 600 lần, ở mức 225 triệu km (139 triệu dặm) và đặt ra những thách thức lớn về kỹ thuật và tài chính. Tuy nhiên, đến Phobos trước sao Hỏa ít tốn kém hơn và rủi ro thấp hơn, đồng thời cho phép NASA chứng minh các công nghệ quan trọng cho các sứ mệnh tiên tiến hơn sau này.
Khi được sử dụng trong không gian gần Trái đất, Phương tiện phi hành đoàn đa năng (MPCV) có khả năng chở bốn phi hành gia trong các nhiệm vụ kéo dài 21 ngày. Đối với các hành trình đến các điểm đến xa xôi hơn cần nhiều tháng di chuyển, chẳng hạn như sao Hỏa, nó có thể được gắn vào các mô-đun khác với các vật tư tiêu hao dài hạn và khả năng hỗ trợ. Các phi hành gia có thể di chuyển xung quanh môi trường trọng lực thấp của Phobos bằng cách sử dụng các gói phản lực và các thiết bị khác, đồng thời thu thập mẫu và thực hiện nhiều thí nghiệm khoa học khác nhau. Nhiệm vụ "quỹ đạo đầu tiên" này đóng vai trò là tiền thân cho việc hạ cánh trên sao Hỏa vào cuối những năm 2030 và đầu những năm 2040.
Nhiệm vụ phi hành đoàn Phobos 2033. Tín dụng: NASA
Đạt đến đỉnh phốt pho
Phốt pho là một khối xây dựng cơ bản của sự sống, đóng một vai trò quan trọng trong khung cấu trúc của DNA và RNA. Được tìm thấy trong màng tế bào của động vật và thực vật, nó rất cần thiết cho việc truyền năng lượng. Là thành phần chính của phân bón, nó giúp cây trồng tồn tại trước sự thay đổi nhiệt độ, thay đổi nước và thiếu nước. Hóa chất này là nền tảng cho việc trồng trọt hiện đại.
Phốt pho là một nguồn tài nguyên khan hiếm và hữu hạn trên Trái đất, và do chu trình môi trường không khí của nó, nó không thể được thay thế bằng bất cứ thứ gì khác. Trong một thời gian dài, vấn đề này phần lớn bị bỏ qua bởi các chính phủ - hầu hết trong số họ đều có thái độ tự mãn, cho rằng khoáng chất này sẽ tồn tại trong nhiều thế kỷ hoặc hơn. Nó hiếm khi được coi là một vấn đề chính trị, với hầu hết các cuộc nói chuyện về hóa chất tập trung vào tác động gây ô nhiễm của nó, hơn là sự khan hiếm tiềm ẩn của nó.
Tuy nhiên, các nghiên cứu mới vào những năm 2000 và đầu những năm 2010 cho thấy nguồn cung đang giảm nhanh hơn nhiều so với suy nghĩ trước đây. Xu hướng này đang được đẩy nhanh bởi các nền kinh tế mới nổi như Trung Quốc và Ấn Độ - những quốc gia có nhu cầu ngày càng tăng đối với thịt và các sản phẩm từ sữa, tương ứng với nhu cầu ngày càng nhiều phốt pho để sản xuất. Đến năm 2033, sản lượng phốt pho trên toàn thế giới đã đạt đỉnh.
Tác động ngay lập tức là giá lương thực tăng đáng báo động, cũng như việc chính phủ quốc hữu hóa dự trữ phốt phát và áp dụng thuế xuất khẩu. Một số khu vực trải qua nạn đói, trong khi những khu vực khác buộc phải áp dụng khẩu phần khẩn cấp. Giá lương thực cũng tăng gấp đôi do biến đổi khí hậu, làm tăng thêm tai ương.
Các quốc gia giàu có hơn đã chuẩn bị tốt hơn cho cuộc khủng hoảng này - tuy nhiên, nhiều quốc gia đã trải qua một giai đoạn điều chỉnh đáng kể với các phương pháp mới được bắt buộc và triển khai để thu giữ, lưu trữ và tái chế phốt pho. Trong số những đổi mới ngắn hạn được sử dụng rộng rãi nhất là tái chế nước tiểu của con người (một chất giàu phốt phát), mặc dù đây chỉ là một giải pháp tạm thời. Việc khai thác phốt pho từ đáy biển là một sự phát triển khác đang được xem xét, nhưng đặt ra những thách thức lớn về công nghệ và tài chính.
Với dân số toàn cầu tiếp tục tăng nhanh, cuộc đua hiện đang diễn ra để sửa chữa lâu dài hơn để cung cấp các lựa chọn thay thế thực sự có thể thay thế phốt pho.
Siêu thanh máy bay chở khách đang đi vào hoạt động
Sau Nhiều thập kỷ nghiên cứu và phát triển, một thế hệ máy bay mới đang tham gia dịch vụ thương mại. Những chiếc máy bay này có tốc độ bay Mach 5 - hoặc khoảng 3.800 dặm / giờ - cho phép chúng để bay từ Châu Âu đến Úc trong vòng chưa đầy bốn giờ. Với một phạm vi hơn 20.000km (12.000 dặm) họ có thể thực hiện hành trình này mà không cần tiếp nhiên liệu và có hiệu quả nhiên liệu cận âm và siêu âm tuyệt vời, do đó tránh được các vấn đề vốn có trong các máy bay siêu thanh trước đó.
Nữa Ưu điểm là, trong khi các thiết kế dài 150 mét lớn hơn so với các máy bay phản lực trước đây, chúng thực sự nhẹ hơn Boeing 747 và có thể sử dụng đường băng thông thường. Chúng có tiếng ồn cất cánh vừa phải, quá. Trong nhiều cách, họ là người kế thừa tinh thần của Concorde.
Tuy nhiên, chúng không có cửa sổ. Nhiệt sinh ra khi di chuyển quá nhanh làm cho rất khó để lắp đặt các cửa sổ không quá nặng. Một giải pháp đối với vấn đề này là việc cài đặt màn hình phẳng, hiển thị hình ảnh khung cảnh bên ngoài.
Giai đoạn cuối cùng của tuyến đường sắt HS2 của Anh đã hoàn thành
High Speed 1 (HS1), còn được gọi là Channel Tunnel Rail Link (CTRL), là một tuyến đường sắt cao tốc dài 108 km (67 mi), chạy từ London đến cuối Đường hầm eo biển của Anh. Hoàn thành vào năm 2007, tuyến đường này vào lục địa châu Âu chỉ có một nhà khai thác duy nhất vào thời điểm đó - Eurostar, cung cấp tàu hỏa đến Paris, Brussels và các điểm đến theo mùa ở miền nam nước Pháp. Các dịch vụ bổ sung đã có sẵn vào những năm 2010, cho phép đường sắt cao tốc trực tiếp từ London đến Frankfurt và Amsterdam.
Sự phát triển của đường sắt cao tốc đã làm dấy lên sự quan tâm và tranh luận hơn nữa ở Anh và được ba đảng chính trị chính ủng hộ về nguyên tắc. Các kế hoạch chi tiết đã được vạch ra cho một mạng lưới nội địa, kết nối một số thành phố đi lại lớn nhất của quốc gia với nhau. Mặc dù có nhiều tranh cãi xung quanh việc thành phố nào nên được phục vụ, cũng như hiệu suất và tác động môi trường, các kế hoạch cuối cùng đã được phê duyệt vào tháng 1 năm 2012.
High Speed 2 (HS2) sẽ kết nối London với Midlands và Bắc nước Anh. Nó sẽ được phát triển bởi High Speed Two Ltd, một công ty do chính phủ thành lập. Tuyến đường được lên kế hoạch có dạng hình chữ "Y", với một thân trung tâm đi từ London đến thành phố lớn nhất tiếp theo của Anh, Birmingham, sau đó chia thành hai cựa: một đến Manchester và một đến Leeds.
HS2 được xây dựng theo từng giai đoạn, đoạn London đến Birmingham là đoạn đầu tiên, bắt đầu xây dựng vào năm 2016 và các chuyến tàu đầu tiên chạy vào giữa những năm 2020. Sẽ không có điểm gọi trung gian: tàu hỏa sẽ di chuyển trực tiếp giữa London và Birmingham với tốc độ 400 km/h (250 mph), cắt giảm thời gian hành trình từ 1 giờ 24 phút xuống chỉ còn 49 phút.
Đến năm 2033, các chi nhánh Manchester và Leeds được hoàn thành. Thời gian hành trình từ London đến Manchester giảm từ 2 giờ 8 phút xuống còn 1 giờ 20 phút. Hành trình từ London đến Leeds giảm từ 2 giờ 20 phút xuống còn 1 giờ 20 phút. Các tuyến cao tốc bổ sung đến Newcastle, Edinburgh và Glasgow hiện đang được lên kế hoạch.
Tổng chi phí của dự án là hơn 32 tỷ bảng Anh (49 tỷ USD), khiến nó trở thành dự án mở rộng đường sắt lớn nhất của Vương quốc Anh trong gần một thế kỷ. Tình trạng tắc nghẽn được giảm bớt đáng kể trên các mạng lưới khác và có những lợi ích kinh tế đáng kể, với hơn một triệu việc làm mới được tạo ra. Là một phần của kế hoạch, nhà ga Euston ở London được tái phát triển hoàn toàn và cũng có một kết nối chạy đến sân bay Heathrow, một trong những trung tâm hàng không bận rộn nhất thế giới.
Đường sắt cao tốc bắt đầu ở California
Tuyến đường sắt cao tốc California là một dự án giao thông lớn nhằm hiện đại hóa các tuyến đường sắt ở bờ biển phía tây của Hoa Kỳ, làm cho chúng phù hợp với thế kỷ 21. Điều này bao gồm các chuyến tàu nhanh nhất từ trước đến nay của đất nước, có khả năng đạt tốc độ lên đến 220 dặm / giờ (354 km / h). Chuyến tàu nhanh nhất trước đây, chạy giữa Boston và Washington, DC, chỉ có thể đạt tốc độ tối đa 150 dặm / giờ (241 km / h), với tốc độ trung bình thấp hơn nhiều.
Các kế hoạch cho đường sắt cao tốc ở California đã được thảo luận công khai từ những năm 1970. Nhưng các cuộc chiến pháp lý đang diễn ra, sự chậm trễ và chi phí vượt quá đã làm dấy lên những lo ngại thường xuyên về tính khả thi và tiến độ của một dự án như vậy. Năm 1996, Dự luật Thượng viện 1420 đã thành lập Cơ quan Đường sắt Cao tốc California (CHSRA) để giám sát và phát triển khái niệm này hơn nữa. Năm 2008, đa số cử tri California đã chấp thuận Dự luật 1A, cho phép tiểu bang phát hành gần 10 tỷ đô la trái phiếu để tài trợ cho CHSRA. Việc xây dựng một phần của tuyến bắt đầu vào năm 2015, với một buổi lễ động thổ ở Fresno.
Đoạn chính đầu tiên này - một tuyến đường dài 171 dặm từ Merced đến Bakersfield ở Thung lũng Trung tâm - cuối cùng đã đi vào hoạt động thương mại vào năm 2033. * Cơ quan ban đầu nhắm đến năm 2030, sau đó được sửa đổi thành năm 2031, nhưng sự chậm trễ xây dựng dai dẳng, tranh chấp của bên thứ ba và những thách thức về kinh phí đã buộc mốc thời gian phải lùi lại một lần nữa. Các báo cáo giám sát của Văn phòng Tổng thanh tra đã nhấn mạnh những rủi ro ngày càng tăng và mô tả lịch trình trước đó là không thực tế.
Riêng biệt với điều này, một tuyến tư nhân có tên là Brightline West đã được phát triển, kết nối khu vực tàu điện ngầm LA và Las Vegas với các chuyến tàu chạy với tốc độ lên đến 186 dặm / giờ (300 km / h). Tuyến đó bắt đầu hoạt động vào năm 2028, đưa đường sắt cao tốc đến miền Tây Hoa Kỳ vài năm trước đoạn Merced–Bakersfield.
Các phần phía bắc và phía nam của tuyến Đường sắt Cao tốc California vẫn phải đối mặt với sự chậm trễ và hạn chế về ngân sách. Tuy nhiên, với nhiều người hiện đang trải nghiệm những gì phiên bản được thực hiện đầy đủ có thể mang lại - và nhu cầu cấp thiết về giao thông carbon thấp hoặc không carbon - những phần còn lại của dự án đã trở thành một vấn đề chính trị ngày càng quan trọng.
Khi hoàn thành, mạng lưới này sẽ kết nối tất cả các trung tâm kinh tế lớn của bang, tổng cộng 800 dặm và 24 nhà ga, với các tuyến đường cao tốc từ San Francisco và Sacramento, qua Thung lũng Trung tâm, xuống Los Angeles và thậm chí xa đến San Diego. Một hành trình từng mất sáu hoặc bảy giờ bằng ô tô, chẳng hạn như từ San Francisco đến Los Angeles, sẽ có thể thực hiện được trong vòng chưa đầy 2 giờ 40 phút.
Đập thủy điện lớn nhất từ trước đến nay đi vào hoạt động ở Trung Quốc
Sau Cách mạng Cộng sản Trung Quốc năm 1949, Trung Quốc khởi xướng một chương trình xây dựng đập. Tuy nhiên, hầu hết các đập này được xây dựng để tưới tiêu và không nhằm mục đích sản xuất điện. Hơn nữa, những người nông dân không có kỹ năng đã thực hiện hầu hết việc xây dựng. Trong giai đoạn này, nguồn cung than nội địa giá rẻ ổn định đã cản trở sự phát triển của thủy điện. Công suất lắp đặt của các nhà máy thủy điện tăng lên sau những năm 1960, với các dự án có quy mô và độ phức tạp lớn hơn, đạt tổng cộng 20 GW vào năm 1980.
Trong những năm 1980 và 1990, các dự án như đập Xiaolangdi và Gezhouba đã mở đường cho một cuộc cách mạng thủy điện quốc gia. Những năm 2000 chứng kiến việc xây dựng đập Tam Hiệp – một biểu tượng cho sức mạnh kỹ thuật mới nổi và tham vọng năng lượng tái tạo của Trung Quốc. Với chiều dài 2,3 km và công suất đáng kinh ngạc là 22,5 GW, nó vượt trội so với tất cả các dự án trước đó.
Tuy nhiên, Trung Quốc thậm chí còn có khát vọng lớn hơn. Vào đầu những năm 2020, các nhà chức trách đã công bố đề xuất Nhà máy thủy điện Medog ở hạ lưu sông Yarlung Tsangpo ở Tây Tạng. Được thiết kế để tạo ra 60 GW điện và sản xuất 300 tỷ kilowatt giờ hàng năm, dự án hoành tráng này sẽ vượt qua ranh giới của kỹ thuật con người, thiết lập một tiêu chuẩn mới là cơ sở thủy điện lớn nhất thế giới.
Các kỹ sư đã khai thác độ cao 2.000 mét trên một đoạn sông dài 50 km và chạm khắc bốn đường hầm dài 20 km xuyên qua ngọn núi Namcha Barwa đáng gờm. Họ đã làm việc trong địa hình ngoạn mục và đầy thử thách của Yarlung Tsangpo Grand Canyon, hệ thống hẻm núi sâu nhất Trái đất, đối mặt với sự bất ổn địa chấn và nguy cơ sạt lở đất trên đường đi. Dự án đòi hỏi các đánh giá môi trường nghiêm ngặt và kỹ thuật xây dựng tiên tiến nhất để đảm bảo an toàn và hiệu quả.
Các quan chức Trung Quốc đã ủy quyền cho trạm này với khoản đầu tư vượt quá 1 nghìn tỷ nhân dân tệ (137 tỷ USD), gấp bốn lần so với đập Tam Hiệp Dự án sẽ hoạt động như một công trình lắp đặt một giai đoạn và là nền tảng trong nỗ lực của Trung Quốc nhằm đảm bảo tính trung hòa carbon và kích thích phát triển kinh tế ở Khu tự trị Tây Tạng.
Đồng thời, cộng đồng địa phương và các nhóm môi trường chỉ trích dự án vì khả năng di dời cư dân, tác động đến đa dạng sinh học địa phương và phá vỡ các địa điểm có ý nghĩa văn hóa. Các quốc gia hạ lưu, bao gồm Ấn Độ và Bangladesh, đã xem xét kỹ lưỡng tác động của con đập đối với nguồn nước của họ, kể từ khi con sông biến thành Brahmaputra khi rời Tây Tạng. Các nhà chức trách Ấn Độ đã tích cực khám phá các giải pháp thủy điện và hệ thống hồ chứa của riêng họ để chống lại bất kỳ tác động bất lợi nào, khi dự án tiếp tục làm bùng nổ các tranh chấp âm ỉ về chính trị nước trong khu vực.
Vào năm 2033, đập Medog đi vào hoạt động, đánh dấu một cột mốc quan trọng trong hành trình năng lượng tái tạo của Trung Quốc. Khi nó bắt đầu cung cấp năng lượng cho khu vực - cung cấp năng lượng cho tổng cộng 50 triệu hộ gia đình - nó không chỉ định hình lại cảnh quan năng lượng của Cao nguyên Tây Tạng mà còn xác định lại sự cân bằng tài nguyên nước ở Nam Á trong nhiều thập kỷ tới.
Đập Hoover ngừng hoạt động do mực nước thấp
Từ năm 1936 đến năm 1948, đập Hoover giữ danh hiệu nhà máy thủy điện lớn nhất thế giới. Một kỳ quan kỹ thuật, việc hoàn thành nó cũng liên quan đến việc tạo ra Hồ Mead, hồ chứa nhân tạo lớn nhất ở Hoa Kỳ. Ở công suất tối đa, nó chứa 28,23 triệu mẫu Anh, cung cấp thức ăn cho gần 20 triệu người và diện tích đất nông nghiệp rộng lớn ở các bang Arizona, California và Nevada cũng như một số Mexico.
Từ năm 1983 trở đi, hồ vẫn dưới công suất tối đa do hạn hán và nhu cầu nước tăng. Tính đến năm 2022, nó chỉ giữ 26,6% mức tối đa, giảm xuống dưới mức thấp nhất mọi thời đại trước đó của hồ chứa. Thay đổi mô hình lượng mưa, giảm dòng chảy của tuyết tan và nhu cầu nước ngày càng tăng đã gây áp lực ngày càng tăng lên việc quản lý tài nguyên tại Hồ Mead.
Các kỹ sư đã trang bị thêm cho đập các tuabin mới, được thiết kế để hoạt động hiệu quả hơn và giảm mực nước hồ tối thiểu cần thiết để tạo ra điện từ 1.050 feet (320 m) xuống 950 feet (290 m). Cùng với đó, một máy bơm nạp mới ở độ sâu thấp hơn đảm bảo dòng nước đến Las Vegas gần đó.
Tuy nhiên, đây chỉ là giải pháp tạm thời, vì mực nước tiếp tục giảm, ngay cả với các biện pháp bảo tồn. Đập Hoover đã mất 30% năng lượng từ năm 2000 đến năm 2020. Đến năm 2033, hồ đã giảm xuống dưới giới hạn dưới để sản xuất điện. * Bây giờ nó dường như đang trên đà đạt được hai cột mốc nữa trước năm 2040. Thứ nhất, "hồ chết" cao 895 feet - điểm mà tại đó không thể xả nước từ đập vào sông Colorado. Thứ hai, độ sâu thậm chí còn thấp hơn của máy bơm nạp thứ ba của Hồ Mead ở độ sâu 875 feet, cung cấp nước cho Las Vegas.
Các vấn đề bổ sung đang xảy ra ở thượng nguồn. Ở phía đông là Hồ Powell, hồ chứa lớn thứ hai trong cả nước, cũng đang gặp phải tình trạng thiếu nước. * Các vấn đề trong khu vực đó đang làm trầm trọng thêm các vấn đề của Hồ Mead. * Sự suy giảm của cả hai hồ chứa đã đặt ra những thách thức nghiêm trọng về nhu cầu điện, sử dụng nước đô thị và tưới tiêu, ảnh hưởng đến tổng cộng hơn 40 triệu người. Nhiều cuộc khủng hoảng liên quan đến nước đang xuất hiện trên khắp đất nước vào thời điểm này, do biến đổi khí hậu ngày càng tồi tệ và không có kế hoạch dài hạn đầy đủ.
Nguồn dữ liệu: Cục Khai hoang Hoa Kỳ
Các mẫu đầu tiên từ sao Hỏa được đưa trở lại Trái đất
Vào tháng 2 năm 2021, tàu thăm dò Perseverance của NASA đã hạ cánh xuống miệng núi lửa Jezero trên sao Hỏa. Các nghiên cứu chỉ ra miệng núi lửa có đường kính 49 km (30,4 dặm) này chứa một hồ nước trong quá khứ xa xôi, sâu tới 250 m (820 ft). Một trầm tích đồng bằng quạt giàu đất sét cho thấy hồ tồn tại khi mạng lưới thung lũng hình thành trên sao Hỏa, khiến nó trở thành một địa điểm giàu địa chất.
Mục tiêu của tàu thăm dò bao gồm tìm kiếm môi trường sao Hỏa cổ đại có thể hỗ trợ sự sống, tìm kiếm bằng chứng về sự sống của vi sinh vật trước đây tồn tại trong những môi trường đó, thu thập các mẫu đá và đất và kiểm tra sản xuất oxy từ bầu khí quyển của sao Hỏa để chuẩn bị cho các nhiệm vụ có phi hành đoàn trong tương lai. Để thực hiện tất cả những điều này, nó mang theo bảy thiết bị tải trọng chính, 19 máy ảnh và hai micrô. Một chiếc trực thăng mini có tên Ingenuity đã thực hiện trinh sát trên không trước xe tự hành để tìm kiếm các khu vực quan tâm để có thể kiểm tra.
Ban đầu, xe tự hành khám phá đáy miệng núi lửa, nghiên cứu đá mácma. Sau đó, nó đã điều tra các đá trầm tích của đồng bằng đi kèm, được hình thành khi các hạt có kích thước khác nhau lắng đọng trong khu vực từng có nước. Vào tháng 9 năm 2022, xe tự hành đã xác định được một tín hiệu mạnh mẽ của chất hữu cơ - các khối xây dựng của sự sống và một dấu hiệu sinh học tiềm năng - ở nồng độ cao nhất từng thấy trong sứ mệnh của nó.
Perseverance có khả năng lên đến 43 mẫu, thu được thông qua Hệ thống bộ nhớ đệm mẫu. Được chế tạo bằng cách sử dụng hơn 3.000 bộ phận riêng lẻ, NASA mô tả thiết bị tự động này là "cơ chế phức tạp nhất, tinh vi nhất mà chúng tôi từng chế tạo, thử nghiệm và sẵn sàng cho chuyến bay vào vũ trụ". Sau khi được lấp đầy, mỗi ống mẫu sẽ được niêm phong kín để đảm bảo rằng nội dung của nó tồn tại trong một khoảng thời gian không xác định trên bề mặt sao Hỏa và chịu được sự trở lại cuối cùng của Trái đất. Con dấu phải được thực hiện mà không làm ô nhiễm mẫu, vì vậy không thể sử dụng chất kết dính hoặc nhiệt.
Sau tàu thăm dò Perseverance, hai sứ mệnh khác đã đến sao Hỏa vào cuối thập kỷ: Tàu quỹ đạo trở lại Trái đất (ERO) và Tàu đổ bộ lấy mẫu (SRL), lần lượt được phóng vào năm 2027 và 2028. SRL mang theo một tên lửa nhỏ (Mars Ascent Vehicle), một cánh tay robot và hai máy bay trực thăng tương tự như Ingenuity cung cấp khả năng thứ cấp để truy xuất các mẫu được lưu trong bộ nhớ đệm. Sau khi hạ cánh gần đó và gặp gỡ Perseverance, SRL đã sử dụng cánh tay robot của mình, được phát triển bởi Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) để đặt mỗi ống trên Phương tiện lên sao Hỏa trước khi nó bay vào vũ trụ - tên lửa đầu tiên từng phóng từ bề mặt của một hành tinh khác. ERO quỹ đạo, cũng được phát triển bởi ESA, sau đó thu thập và bao bọc các mẫu bên trong một khoang quản thúc an toàn cao (Hệ thống Nhập cảnh Trái đất), trước khi thực hiện hành trình 140 triệu dặm (225 triệu km) trở về nhà.
Hôm nay, vào năm 2033, những mẫu này cuối cùng đã được đưa trở lại Trái đất, gần 13 năm sau khi phóng sao Hỏa 2020. Thu thập mẫu từ bề mặt sao Hỏa đã là giấc mơ của các nhà khoa học trong nhiều thập kỷ. Đá và đất có thể được phân tích chi tiết hơn nhiều bằng các thiết bị phòng thí nghiệm chuyên dụng trên Trái đất, trái ngược với việc sử dụng các thiết bị hạn chế hơn của xe tự hành.
Chòm sao 42.000 vệ tinh của Starlink đã hoàn thành
Đến năm 2033, SpaceX đã hoàn thành việc triển khai vệ tinh cuối cùng trong số 42.000 vệ tinh được phân bổ theo hồ sơ dự án Starlink của mình. Được thiết kế để cung cấp Internet băng thông rộng toàn cầu từ quỹ đạo thấp của Trái đất, Starlink cho đến nay là mạng liên lạc vệ tinh lớn nhất trong lịch sử. Cột mốc quan trọng này đánh dấu đỉnh cao của 14 năm triển khai bắt đầu vào tháng 11 năm 2019, khi công ty phóng lô 60 vệ tinh hoạt động đầu tiên trên Falcon 9. Trong những năm đầu, Falcon 9 vẫn là con ngựa duy nhất của chòm sao, nâng hàng trăm nhiệm vụ và hàng nghìn vệ tinh - đạt đỉnh hơn 2.000 đơn vị mới mỗi năm vào giữa những năm 2020. * Tuy nhiên, những hạn chế về khối lượng và khối lượng của nó ngày càng trở nên rõ ràng, đặc biệt là khi nhu cầu về các dịch vụ băng thông cao hơn tăng lên.
Một bước ngoặt đã đến vào nửa sau của những năm 2020, khi tên lửa Starship khổng lồ của SpaceX - hiện đang chứng minh độ tin cậy nhất quán - bắt đầu phóng các vệ tinh Starlink V3 thế hệ tiếp theo, kích thước đầy đủ. Chúng cung cấp tốc độ đường xuống 1 Tbps và dung lượng đường lên 160 Gbps, gấp hơn 10 lần đường xuống và 24 lần dung lượng đường lên của các vệ tinh V2 Mini trước đó.
Khoang tải trọng của Starship có thể chứa tới 54 tàu vũ trụ lớn hơn này cùng một lúc, cung cấp hơn 50 terabit mỗi giây mỗi lần phóng, hoặc gấp 20 lần công suất của một chuyến bay Falcon 9. Trong vài năm tiếp theo, tốc độ phóng tăng đều đặn, đạt hai chuyến bay mỗi tuần.
Sự thay đổi này đã có thể cảm nhận được vào đầu những năm 2030, thay đổi kết nối toàn cầu. Internet tốc độ cao hiện có sẵn trên các hòn đảo xa xôi, trong các ngôi làng miền núi, các cuộc thám hiểm vùng cực, các nền tảng ngoài khơi và thậm chí cả các chuyến bay giữa đại dương. Nhân viên ứng cứu khẩn cấp mang theo các thiết bị đầu cuối vali có thể khôi phục thông tin liên lạc trong vòng vài phút sau khi đến. Lớp Direct-to-Cell, tương thích với điện thoại thông minh thông thường và cung cấp dịch vụ tương đương 4G - với các nâng cấp lên 5G ở nhiều khu vực - cung cấp vùng phủ sóng di động liền mạch mà không cần tháp mặt đất, loại bỏ cái gọi là "vùng chết" di động. Một phần băng thông dành riêng hỗ trợ nghiên cứu khoa học và viện trợ nhân đạo. Trong khi hệ thống Guowang của Trung Quốc và các chòm sao khác cạnh tranh thị phần, Starlink duy trì mạng băng thông rộng vệ tinh lớn nhất và có khả năng nhất trên quỹ đạo.
Tuy nhiên, thành tích này đã khuấy động cuộc tranh luận đang diễn ra. Các nhà thiên văn học phải vật lộn để giảm thiểu ảnh hưởng của các vệt vệ tinh trong hình ảnh phơi sáng lâu và ngày càng dựa vào phần mềm theo dõi thời gian thực để che giấu nhiễu. Những lo ngại về các mảnh vỡ không gian đã tăng lên khi quỹ đạo thấp của Trái đất trở nên đông đúc hơn bao giờ hết. Để đáp lại, SpaceX đã trang bị cho mỗi vệ tinh V3 phần mềm tránh va chạm tự động và hệ thống rời quỹ đạo đáng tin cậy, đồng thời chia sẻ dữ liệu thiên văn với các cơ quan điều phối giao thông không gian toàn cầu. Một số nhà quan sát cũng đặt câu hỏi về rủi ro của việc tập trung quá nhiều cơ sở hạ tầng Internet vào một thực thể tư nhân duy nhất, đặc biệt là ở các khu vực chưa được phục vụ hoặc nhạy cảm về chính trị.
Vào cuối năm 2033, Starlink vừa là chiến thắng của chuyến bay vũ trụ tư nhân vừa là biểu tượng của những trách nhiệm mới trên quỹ đạo. Quy mô tuyệt đối của nó đẩy nhanh việc phát triển các quy tắc giảm thiểu mảnh vỡ nghiêm ngặt hơn và đặt nền móng cho các hiệp ước quản lý giao thông không gian quốc tế mới. Mạng lưới rộng lớn không chỉ đưa hàng tỷ người trực tuyến mà còn định hình lại các quy tắc về cách nhân loại sử dụng và bảo vệ không gian gần Trái đất.
Theo FutureTimeLine
