fbpx

20 năm quanh sao Hoả

Tương lai của tàu vũ trụ quay quanh “Hành tinh Đỏ”, Mars Odyssey vẫn chưa được biết đến, nhưng việc thiếu sự ủng hộ có thể cho thấy sự kết thúc của nó đã đang gần kề.

Hành tinh Đỏ
Sao Hoả- Hành tinh Đỏ trong hệ Mặt Trời

Sao Hỏa hay Hỏa tinh là hành tinh thứ tư tính từ Mặt Trời trong Thái Dương Hệ. Nó thường được gọi với cái tên khác là “Hành tinh Đỏ”, do ôxít có nhiều mặt trên bề mặt hành tinh rất đẹp cho bề mặt nó hiện lên với đặc trưng màu đỏ. Khi tàu vũ trụ Odyssey của NASA bị nổ vào năm 2001, sao Hỏa được coi là một thế giới khô cằn, cằn cỗi. Nhưng trong hai thập kỷ qua, nhà máy quỹ đạo yên tĩnh này đã tiết lộ vô số những thông tin về “Hành tinh Đỏ” này. Trong năm đầu tiên quay quanh sao Hỏa, Odyssey đã tìm thấy bằng chứng trực tiếp đầu tiên về nước dưới bề mặt trên hành tinh. Tàu quỹ đạo hiện cũng đang giữ kỷ lục về thời gian quan sát liên tục lâu nhất về thời tiết trên sao Hỏa, đây là một nghiên cứu đang được tiến hành có ý nghĩa quan trọng đối với sự cư trú của con người trên sao Hỏa trong tương lai.

Mars Odyssey được làm chủ yếu bằng nhôm và titan, Mars Odyssey 2001 đã quay quanh Hành tinh Đỏ kể từ ngày 24 tháng 10 năm 2001. Mặc dù một cơn bão mặt trời nhanh chóng hạ gục thiết bị MARIE của tàu vũ trụ, nhằm đặc trưng cho môi trường bức xạ của Sao Hỏa, phần còn lại của các thiết bị của nó vẫn hoạt động tốt hình dạng.

Hai mươi năm hao mòn chắc chắn đã ảnh hưởng lớn đối với sự can đảm chế tạo robot của mọi người. Trên thực tế, một loạt các tia sáng mặt trời mạnh đã khiến một thiết bị ngừng hoạt động vào năm 2003, chỉ vài năm sau khi nổ tung vì Hành tinh Đỏ. Và, vào năm 2012, tàu vũ trụ đã mất một trong bốn bánh phản ứng, có nhiệm vụ điều khiển hướng của nó (mặc dù ba bánh còn lại vẫn tiếp tục hoạt động).

Trong khi Odyssey vẫn đang xoay sở để thực hiện công việc của mình trong không gian, nó đang gặp khó khăn trong lĩnh vực chính trị. Yêu cầu ngân sách năm 2021 của Tổng thống Trump, được đưa ra vào tháng 2 năm 2020, rõ ràng nhất là các sứ mệnh bị đe dọa như SOFIA, một kính viễn vọng bay trên máy bay. Tuy nhiên, mối nguy hiểm đối với Odyssey tinh vi hơn: ngân sách năm 2021 của Trump cắt giảm kinh phí của Odyssey từ chỉ dưới 12 triệu đô la xuống còn khoảng 1 triệu đô la. Điều này rõ ràng dẫn đến sựhuỷ bỏ của một tàu vũ trụ đang hoạt động, mà chi phí chính là bảo trì và hướng dẫn con người.

Nhưng “Odyssey rất khỏe mạnh”, Phil Christensen, điều tra viên chính của Hệ thống hình ảnh phát thải nhiệt (THEMIS) của Odyssey và là nhà địa chất tại Đại học bang Arizona cho biết. “Chỉ là con tàu vũ trụ con ngựa điên này hiếm khi đi vào chế độ an toàn.”

Hai thập kỷ khoa học.

Odyssey đến sao Hỏa vào ngày 24 tháng 10 năm 2001, với mục tiêu điều tra môi trường sao Hỏa. Tàu vũ trụ được thiết kế để lập bản đồ thành phần hóa học và khoáng vật học của hành tinh như một bước tiến để hiểu được vai trò của nước trong việc hình thành môi trường, cả trong quá khứ và hiện tại. Tàu quỹ đạo đã hoàn thành sứ mệnh chính vào tháng 8 năm 2004, sau đó bắt đầu thực hiện một loạt các nhiệm vụ kéo dài hai năm, mỗi phần dành riêng cho một bộ mục tiêu cụ thể.

Lori Glaze, Giám đốc Bộ phận Khoa học Hành tinh của NASA cho biết: “Odyssey đã đóng một vai trò quan trọng trong việc thay đổi cách chúng ta nghĩ về sao Hỏa. “Nó đã thực sự thay đổi nhận thức của chúng tôi về một hành tinh mà [chúng tôi nghĩ] là một sa mạc khô hạn thành một sa mạc băng giá”.

Hành tinh Đỏ
Mars Odyssey đã tiếp cận và nghiên cứu Hành tinh Đỏ bằng cách dựa vào một loạt quỹ đạo khác nhau, bao gồm giai đoạn hành trình, bắt giữ, tăng tốc, lập bản đồ và quỹ đạo địa cực. Giai đoạn hành trình kéo dài khoảng 200 ngày Trái Đất và giai đoạn lập bản đồ ban đầu kéo dài khoảng 900 ngày Trái Đất, mặc dù sứ mệnh kể từ đó đã nhận được nhiều phần mở rộng.

Odyssey mang theo ba công cụ khoa học chính đến Hành tinh Đỏ: THEMIS, Quang phổ kế tia Gamma (GRS) và Thí nghiệm Môi trường Bức xạ Sao Hỏa (MARIE). THEMIS vẫn đang hoạt động cho đến ngày nay, nghiên cứu lập bản đồ sự phân bố các khoáng chất trên bề mặt sao Hỏa bằng cách quét nó trong ánh sáng nhìn thấy và hồng ngoại. Các khoáng chất trên sao Hỏa được Mặt Trời đốt nóng sẽ tỏa nhiệt đó trở lại không gian, cho phép THEMIS lập biểu đồ cấu tạo khoáng chất của hành tinh vào ban đêm. GRS, cũng vẫn đang hoạt động, có một công việc tương tự: lập bản đồ hóa chất bằng cách theo dõi các tia gamma được tạo ra khi các tia vũ trụ chiếu vào bề mặt sao Hỏa. Kỹ thuật này cho phép GRS đóng một vai trò quan trọng trong việc khám phá băng nước bị khóa ngay dưới mặt đất vào năm 2002. Công việc của MARIE là mô tả môi trường bức xạ của không gian xung quanh sao Hỏa. Tuy nhiên, MARIE đóng cửa vào năm 2003.

Mặc dù Odyssey đã gây được tiếng vang ban đầu bằng cách tìm thấy dấu hiệu của băng bên dưới bề mặt sao Hỏa, nhưng mọi chuyện không dừng lại ở đó; nghề này cũng phát hiện ra các lớp băng tuyết ở một số khu vực ấm hơn của hành tinh. Những lớp băng tuyết này, có khả năng là tàn tích từ kỷ băng hà trên sao Hỏa, đã cung cấp một số gợi ý đầu tiên rằng sao Hỏa đang trải qua quá trình biến đổi khí hậu đang diễn ra.

Phát hiện dải băng bên dưới bề mặt sao Hỏa

Christensen nói: “Có rất nhiều băng trên sao Hỏa và chỉ ra rằng ở một số nơi, nó có thể nằm sâu tới 10 inch (25 cm) dưới bề mặt. “Điều đó sẽ cực kỳ quan trọng khi chúng tôi đưa con người lên sao Hỏa, sử dụng nước đá đó.” Khai thác băng có khả năng cung cấp nước lỏng mà con người cần để tồn tại mà không cần phải vận chuyển nước từ Trái Đất.

Tiềm năng sử dụng tài nguyên tại chỗ – sử dụng những vật liệu sẵn có tại địa phương – là một yếu tố quan trọng trong việc lựa chọn các địa điểm hạ cánh của con người trên sao Hỏa trong tương lai. Một bài báo năm 2019 được xuất bản trên tạp chí Geophysical Research Letters đã sử dụng dữ liệu từ Odyssey và tàu chị em của nó, Tàu quỹ đạo nghiên cứu sao Hỏa, để tìm kiếm băng có thể dễ dàng đào bởi những nhà thám hiểm gan dạ của con người. “Bạn sẽ không cần một cái móng tay để đào băng này. Bạn có thể sử dụng một cái xẻng, ”tác giả chính của bài báo, Sylvain Piqueux của Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA (JPL), cho biết trong một thông cáo báo chí. “Chúng tôi đang tiếp tục thu thập dữ liệu về băng bị chôn vùi trên sao Hỏa, tìm kiếm những nơi tốt nhất cho các phi hành gia hạ cánh.”

Hành tinh Đỏ
Logo Mars Odyssey mô tả con tàu vũ trụ lấy dữ liệu nhiệt và tia gamma bằng các thiết bị THEMIS (phải) và GRS (trái).

Nhưng nước không phải là yếu tố quan trọng duy nhất được xem xét khi đưa các phi hành gia tương lai lên sao Hỏa. Odyssey cũng đã nghiên cứu thời tiết của Hành tinh Đỏ trong gần hai thập kỷ liên tục. Theo thời gian đó, nó đã tham gia vào các cơn bão bụi toàn cầu, các đám mây băng nước và các đặc tính của khí quyển, vẽ nên bức tranh rõ ràng hơn về khí hậu thay đổi của sao Hỏa, Christensen nói.

Tập dữ liệu mở rộng của Odyssey cũng trùng lặp với dữ liệu thời tiết do Cơ quan Khảo sát Toàn cầu Sao Hỏa của NASA thu thập và các tàu quỹ đạo khác đã cung cấp các quan sát miễn phí. “Điều này cho phép chúng tôi xem xét khả năng lặp lại và sự thay đổi hàng năm của thời tiết và khí hậu,” nhà khoa học dự án của Odyssey, Jeff Plaut, một nhà nghiên cứu tại JPL, cho biết. “Vai trò của các cơn bão bụi lớn là trọng tâm của nghiên cứu này, và Odyssey đã thu thập được các quan sát chi tiết về hai trong số các cơn bão toàn cầu này trong nhiệm vụ của mình”.

Tuy nhiên, một trong những thành tựu lớn nhất của Odyssey là bản đồ toàn diện về Hành tinh Đỏ. Năm 2010, các nhà nghiên cứu đã kết hợp khoảng 21.000 hình ảnh THEMIS để tạo ra bản đồ toàn cầu chính xác nhất về sao Hỏa cho đến nay. Theo Plaut, bản đồ hiện là điểm khởi đầu cho hầu hết các nghiên cứu địa chất được thực hiện trên Hành tinh Đỏ. Christensen nói: “[THEMIS] đã cho chúng tôi một cái nhìn rất chi tiết về bản chất vật lý của bề mặt. “Điều đó cung cấp cái nhìn sâu sắc về các đặc tính vật lý đang hoạt động trên sao Hỏa ngày nay.”

THEMIS cũng đã giúp các nhà khoa học tìm thấy một bộ sưu tập gồm bảy hang động trên sườn núi lửa Arisa Mons. Những hang động trên sao Hỏa này có thể được hình thành do ứng suất tự nhiên dưới lòng đất gần núi lửa. Và trong khi các hang động quá cao để có thể sử dụng nhiều cho môi trường sống tiềm năng của con người – hoặc, đối với vấn đề đó, để lưu trữ sự sống của vi sinh vật – chúng đã thúc đẩy việc săn lùng các hang động và ống dung nham ở độ cao thấp hơn.

Hành tinh Đỏ
Đất sao Hỏa rất giàu hydro, một chất đánh dấu nước, được hiển thị bằng màu xanh lam đậm trong bản đồ toàn cầu này được tạo ra bằng cách sử dụng các quan sát của Odyssey về các neutron năng lượng trung bình phát ra từ bề mặt sao Hỏa. Các khu vực màu xanh đậm gần các vùng cực phát ra ít neutron hơn và được cho là chứa tới 50% băng nước trong 3 feet (1 m) trên cùng của đất. Các vùng xanh lục, vàng và đỏ tương ứng với lượng hydro bề mặt nhỏ dần.

Plaut cho biết trong một thông cáo báo chí sau khi phát hiện: “Không có công cụ nào khác tại sao Hỏa có thể cung cấp thông tin nhiệt quan trọng cho nghiên cứu này. “Đây là một ví dụ tuyệt vời về những khám phá thú vị mà Odyssey tiếp tục thực hiện.”

Mặc dù THEMIS đã giúp các nhà nghiên cứu có những khám phá tuyệt vời, lập bản đồ bề mặt sao Hỏa không phải là một mô tả công việc mới. Mặt khác, MARIE hiện không còn tồn tại là thí nghiệm đầu tiên đặc biệt được gửi đến sao Hỏa để chuẩn bị cho sự hiện diện của con người. Thật không may cho những người sao Hỏa trong tương lai, MARIE phát hiện ra rằng mức bức xạ từ các tia sáng mặt trời và tia vũ trụ trên Hành tinh Đỏ cao hơn từ hai đến ba lần trên Trái Đất. Đó là bởi vì Trái Đất được bảo vệ bởi từ quyển cứng và bầu khí quyển dày của hành tinh chúng ta, thứ mà sao Hỏa thiếu. Điều đó không lý tưởng, nhưng đó là thông tin môi trường quan trọng cần biết.

Với kỷ niệm 20 năm hoạt động, con tàu vũ trụ vẫn còn lâu mới hoàn thiện về khoa học của nó. Plaut nói: “Chúng tôi có một số cuộc điều tra khoa học đang diễn ra, chủ yếu với camera nhìn thấy và hồng ngoại THEMIS. Những điều này bao gồm quan sát bầu khí quyển sao Hỏa vào sáng sớm và ngay sau khi mặt trời lặn, có thể cung cấp “thông tin độc đáo về các kiểu thời tiết và khí hậu mà các tàu quỹ đạo khác không có sẵn”, ông nói.

Ngay cả bây giờ, các nhà khoa học vẫn tiếp tục công bố các nghiên cứu phụ thuộc vào dữ liệu của Odyssey, chứng tỏ giá trị liên tục của nó. Và khi các sứ mệnh khác đến Hành tinh Đỏ, Odyssey vẫn ở vị trí giúp giải quyết những câu hỏi chưa được đặt ra. Hoặc, như Plaut nói: “Những khám phá mới tiếp tục cung cấp cho chúng tôi những mục tiêu mới”.

Trả lời

Email của bạn sẽ không được hiển thị công khai. Các trường bắt buộc được đánh dấu *