Trung Quốc chuẩn bị hạ cánh tàu thám hiểm đầu tiên trên sao Hỏa, hứa hẹn nhiều khám phá địa chất

Nếu thành công, Trung Quốc sẽ trở thành quốc gia thứ ba - sau Nga và Mỹ - hạ cánh tàu thám hiểm lên hành sao Hỏa.

Roberto Orosei, nhà khoa học hành tinh tại Viện Radioastronomy, Bologna, Ý, bình luận, nhiệm vụ này “là một bước nhảy vọt lớn đối với Trung Quốc, vì chỉ trong một nhiệm vụ không gian, họ đặt mục tiêu thực hiện những gì NASA đã mất hàng thập kỷ để làm”.

Cơ quan Quản lý Không gian Quốc gia Trung Quốc (CNSA) vẫn kín tiếng về thời điểm tàu thám hiểm của họ, được đặt tên là Zhurong - theo tên một vị thần lửa trong thần thoại Trung Quốc, hạ cánh.

Nếu hạ cánh thành công, Zhurong sẽ hoạt động song song với một số nhiệm vụ khác trên sao Hỏa. Tàu thám hiểm Perseverance của NASA, đến sao Hỏa vào ngày 18/2, còn tàu Curiosity của NASA đã dạo khắp hành tinh này từ năm 2012. Một số tàu vũ trụ cũng đang bay quanh sao Hỏa, bao gồm cả tàu quỹ đạo Hope của Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất.

Theo các nhà nghiên cứu, nhiệm vụ lần này của Trung Quốc có thể tiết lộ những thông tin địa chất mới; đặc biệt là việc Zhurong có thể sẽ phát hiện ra lớp băng vĩnh cửu ở Utopia Planitia, khu vực ở bán cầu bắc của sao Hỏa, nơi Zhurong sẽ hạ cánh.

Tianwen-1 bao gồm một tàu quỹ đạo, một tàu đổ bộ và một tàu thám hiểm - đây là nhiệm vụ không gian đầu tiên đưa cả ba cấu phần như vậy lên sao Hỏa.

Tianwen-1 rời Trái đất vào tháng 7/2020 và đã đến sao Hỏa vào tháng 2/2021; nhưng cuộc hạ cánh tàu thám hiểm lần này mới là thử nghiệm lớn nhất về khả năng khám phá không gian của Trung Quốc, một quốc gia chưa có nhiều kinh nghiệm.

Cuộc hạ cánh có thể sẽ diễn ra trong vòng vài ngày tới, nhưng CNSA tiết lộ rất ít thông tin. Và các nhà khoa học ở Trung Quốc tham gia nhiệm vụ đã không trả lời yêu cầu phỏng vấn của trang tin Nature về nhiệm vụ này; các nhà nghiên cứu khác suy đoán rằng Trung Quốc không tiết lộ nhiều thông tin vì nguy cơ thất bại cao.

Hạ cánh lên sao Hỏa là rất khó khăn, vì các kỹ sư trên Trái đất không thể kiểm soát cuộc hạ cánh trong thời gian thực, mà phải để lại các hướng dẫn được lập trình từ trước. Nhiều nhiệm vụ đã bị thất lạc, hoặc bị rơi khi hạ cánh.

Vào ngày hạ cánh, tàu quỹ đạo sẽ thả tàu đổ bộ chứa tàu thám hiểm về phía bề mặt sao Hỏa.

Tàu đổ bộ khi xuống đến gần bề mặt sao Hỏa, sẽ thả một chiếc dù để làm chậm quá trình rơi, sau đó sử dụng tên lửa đẩy để "phanh" và bay lơ lửng trên bề mặt trong khi hệ thống dẫn đường bằng laser đánh giá chướng ngại vật trong khu vực trước khi hạ cánh.

Một vài ngày sau, tàu đổ bộ sẽ thả tàu thám hiểm, một chiếc xe sáu bánh chạy bằng năng lượng mặt trời, để khám phá sao Hỏa trong ít nhất ba tháng.

Utopia Planitia, khu vực hạ cánh của Zhurong, là một vùng đất rộng, bằng phẳng trong một lòng chảo rộng lớn, ít các yếu tố địa hình, được hình thành khi một thiên thạch đâm vào sao Hỏa cách đây hàng tỷ năm.

Bề mặt của khu vực này chủ yếu được bao phủ bởi vật liệu núi lửa, có thể đã bị ảnh hưởng bởi các quá trình gần đây hơn, chẳng hạn như quá trình đóng băng và tan băng lặp đi lặp lại. Theo Orosei, các nghiên cứu về khu vực này từ quỹ đạo của sao Hỏa cho thấy một lớp băng vĩnh cửu có thể ẩn ngay dưới bề mặt.

Năm 1975, sứ mệnh Viking 2 của NASA cũng hạ cánh xuống Utopia Planitia, nhưng xa hơn về phía bắc nơi Zhurong dự kiến ​​sẽ hạ cánh. “Utopia Planitia là một nơi tốt để thử lần hạ cánh đầu tiên", David Flannery, nhà thiên văn học tại Đại học Công nghệ Queensland, Brisbane, Úc, giải thích. Khu vực này ở nơi thấp, địa hình rõ ràng và có tiềm năng tìm thấy băng ở dưới bề mặt.

Flannery cho biết, về phía tây khu vực đổ bộ của Zhurong, Perseverance đang khám phá Miệng núi lửa Jezero và thậm chí có thể nhìn thấy Zhurong nếu nó hạ cánh trong vòng 200 km vào ban đêm.

Zhurong được trang bị sáu dụng cụ để khám phá môi trường sao Hỏa. Hai máy ảnh giúp điều hướng được gắn trên cột để chụp ảnh những tảng đá xung quanh, dùng làm dấu mốc để tàu lập kế hoạch cho hành trình của nó. Một máy ảnh đa quang phổ, được đặt giữa hai máy ảnh điều hướng, sẽ tiết lộ các khoáng chất có trong những tảng đá này.

Giống như Perseverance, Zhurong có radar xuyên đất, giúp tiết lộ các quá trình địa chất dẫn đến sự hình thành các khu vực mà nó đi qua. Nếu may mắn, Zhurong có thể phát hiện ra dấu hiệu của lớp băng vĩnh cửu, Orosei nói. "Biết được lớp băng nằm sâu đến đâu, và các đặc điểm chung của nó, có thể giúp chúng ta hiểu hơn về những thay đổi khí hậu gần đây trên sao Hỏa, đồng thời tiết lộ số phận của nước cổ đại có thể từng ngấm xuống bề mặt hành tinh".

Joseph Michalski, nhà khoa học hành tinh ở Đại học Hồng Kông, cho biết, nếu nhóm Trung Quốc thực sự may mắn, họ thậm chí có thể tìm thấy một số tảng đá rất cổ, có thể giúp suy luận cả về lịch sử của Trái đất, vì ở Trái đất, hầu hết các tảng đá như vậy đã bị phá hủy bởi kiến ​​tạo mảng.

Ngoài ra, quang phổ kế của Zhurong bao gồm một công nghệ dựa trên tia laser có thể chiếu vào đá để nghiên cứu cấu tạo của chúng. Zhurong cũng là tàu thám hiểm đầu tiên được trang bị từ kế đo từ trường trong khu vực thám hiểm. Công cụ này có thể cung cấp thông tin chi tiết vì sao sao Hỏa mất từ ​​trường mạnh, một sự kiện đã biến hành tinh này thành một nơi khô lạnh và không có sự sống.

Từ quỹ đạo sao Hỏa, Tianwen-1 sẽ truyền về Trái đất những thông tin mà Zhurong tìm ra. Nhưng tàu quỹ đạo cũng sẽ có những đóng góp khoa học của riêng mình với bảy công cụ của nó.

Một máy đo từ trường và máy phân tích hạt của Tianwen-1 sẽ nghiên cứu ranh giới giữa bầu khí quyển trên sao Hỏa và gió Mặt trời (luồng hạt điện tích giải phóng từ vùng thượng quyển của Mặt trời) để hiểu rõ hơn về cách từ trường của sao Hỏa hoạt động. Kết hợp với dữ liệu từ các tàu quỹ đạo khác, các nhà nghiên cứu sẽ có “một bức tranh hoàn thiện hơn nhiều về những gì diễn ra xung quanh sao Hỏa”, Orosei nói.

Một cuộc đổ bộ lên sao Hỏa thành công có thể mở ra các sứ mệnh tham vọng hơn nữa của Trung Quốc, bao gồm cả một cuộc mang mẫu trở về Trái đất, dự kiến vào năm 2030.