Kỷ nguyên khám phá mới về “hành tinh đỏ”

Xe tự hành Perseverance của NASA vừa hạ cánh an toàn xuống miệng núi lửa Jezero trên Sao Hỏa vào lúc 3:55 phút chiều (giờ miền Đông Hoa Kỳ), ngày 18/2, sau một hành trình kéo dài gần 7 tháng kể từ khi được phóng khỏi Trái Đất. Sự kiện này hứa hẹn sẽ mở ra một kỷ nguyên khám phá mới về “hành tinh đỏ” bởi đây là lần đầu tiên các mẫu đất đá trên Sao Hỏa được thu thập để mang về trái đất.

Được bao bọc trong một tấm chắn nhiệt bảo vệ, Perseverance lao qua lớp khí quyển mỏng của Sao Hỏa rồi sau đó sử dụng một chiếc dù để tự giảm tốc độ. Trong những thao tác hạ cánh cuối cùng, một thiết bị giống như “trực thăng vận tải skycrane” sẽ phóng tên lửa để nhẹ nhàng hạ chiếc Perseverance có kích thước bằng một chiếc ô tô sáu bánh xuống mặt đất.

Những hình ảnh đầu tiên chụp bề mặt của Sao Hỏa từ Perseverance cho thấy một khung cảnh đầy bụi bặm và sỏi đá. Thiết bị tự hành này hiện đang nằm ở trên một bề mặt nhẵn và tối của miệng núi lửa Jezero, cách nơi từng là đồng bằng châu thổ khoảng 2 km về phía Đông Nam khi Jezero còn đang chứa đầy nước. Các vách núi cao - rìa của vùng châu thổ cổ đại - hầu như không thể nhìn thấy được trong các bức ảnh đầu tiên mà Perseverance chụp.

Cuộc hạ cánh đã diễn ra suôn sẻ như những gì mà các kỹ sư kỳ vọng. “Tôi gần như cảm thấy đang lạc vào một giấc mơ”, Jennifer Trosper, Phó Giám đốc dự án của nhiệm vụ tại Phòng Thí nghiệm Sức đẩy Phản lực (JPL) ở Pasadena, California, cho biết. Trong những ngày tới, thiết bị tự hành của NASA sẽ tiếp tục chụp thêm nhiều bức ảnh khác về môi trường xung quanh và bắt đầu thử nghiệm những công cụ khoa học mà nó mang theo.

Mục tiêu của nhiệm vụ lần này là di chuyển quanh miệng núi lửa Jezero và thu thập các mẫu đất đá từ đồng bằng châu thổ và một hồ nước cổ - những nơi có thể đã lưu giữ bằng chứng về cuộc sống trước kia ở Sao Hỏa. Sau cùng, Perseverance sẽ đặt các mẫu vật được thu vào trong ống tại một số vị trí nhất định trên bề mặt hành tinh để các tàu vũ trụ trong tương lai đến lấy. Có thể nói, Perseverance là bước tiến đầu tiên trong những nỗ lực kéo dài nhiều thập kỷ của các nhà khoa học để đưa các mẫu vật từ Sao Hỏa về Trái Đất.

Chuyến đi của Perseverance thậm chí còn gây hồi hộp hơn cả những cuộc đổ bộ Sao Hỏa trước đây, bởi lần này thiết bị tự hành của NASA hạ cánh xuống một vị trí có địa hình vô cùng hiểm trở. Đó là Jezero, nơi có vô số những hòn đá tảng lớn, những vách đá dựng đứng và những cồn cát nguy hiểm. Tuy nhiên, các kỹ sư tại JPL - phòng thí nghiệm chế tạo ra Perseverance, đã phát triển các kỹ thuật tránh rủi ro để đảm bảo phi thuyền có thể hạ cánh an toàn. Trong đó, kỹ thuật đáng chú ý nhất là khi Perseverance hạ xuống Jezero, nó sẽ sử dụng một chiếc máy ảnh hướng xuống dưới để nhanh chóng chụp lại các khung cảnh và so sánh địa hình thực tế với một bộ bản đồ được lưu trữ sẵn trên phi thuyền. Nhờ vậy, tàu vũ trụ này đã tự chuyển hướng để tránh được các vị trí nguy hiểm và đáp xuống một địa điểm bằng phẳng và an toàn. “Tất cả mọi thứ đều tuyệt vời”, Trosper nói.

Xe tự hành cuối cùng đến được Sao Hỏa là Curiosity của NASA vào năm 2012. Thiết bị này đã thám hiểm lòng hồ cổ đại ở miệng núi lửa Gale và phát hiện ra dấu hiệu về một môi trường có thể đã từng sống được (mặc dù không tìm thấy bằng chứng thực tế nào về việc từng có sự sống ở trên Sao Hỏa).

Perseverance mang theo hai chiếc micro đến Sao Hỏa để lần đầu lắng nghe những âm thanh của hành tinh này như tiếng gió hay tiếng của bánh xe tự hành lăn trên mặt đất. Vào năm 2018, NASA cũng đã hạ một chiếc tàu thám hiểm khác là InSight xuống vị trí cách đó khoảng 3.500 km. Tuy nhiên thay vì micro, con tàu mang theo một máy đo địa chấn để lắng nghe những rung chuyển của các trận “động đất”. Theo các nhà khoa học, tàu thám hiểm InSight có thể có một khả năng nhỏ “nghe” được tiếng Perseverance hạ cánh. Dù không biết sau bao lâu InSight có thể nhận ra sự rung chuyển này, tuy nhiên đây có thể sẽ là lần đầu tiên chúng ta phát hiện được địa chấn (của một tác động đã biết nguyên nhân) trên một hành tinh khác ngoài Trái Đất, từ đó hé lộ nhiều thông tin mới về địa chất của Sao Hỏa. “Tất cả những gì chúng ta có thể làm là chờ đợi và hi vọng”, Benjamin Fernando, nhà khoa học nghiên cứu về các hành tinh, Đại học Oxford (Anh), người tham gia vào nhiệm vụ này, cho biết.

Những hình ảnh từ máy ảnh màu cũng như những video ghi lại trong quá trình hạ cánh của Perseverance có thể sẽ được công bố trong những ngày tới.

Trong 30 ngày đầu tiên ở Sao Hỏa, công việc của Perseverance là kiểm tra các thiết bị của mình, ví dụ như mở cây cột được lắp đặt những chiếc máy ảnh độ nét cao để chụp ảnh xung quanh khu vực hạ cánh. Bên cạnh đó, một thiết bị khác sẽ lấy một phần khí quyển ở Sao Hỏa và cố gắng tạo ra một vài gram oxy như một nguồn tài nguyên cho những nhà thám hiểm trong tương lai.

Trong những tuần kế tiếp, Perseverance sẽ di chuyển khỏi vị trí hạ cánh và thả một chiếc trực thăng nhỏ nặng khoảng 1,8kg từ "bụng" của mình xuống mặt đất. Chiếc trực thăng có tên Ingenuity này sẽ đánh dấu lần đầu tiên máy bay chạy bằng động cơ được thử nghiệm ở một “thế giới khác”.

“Đó sẽ thực sự là một khoảnh khắc giống như khi anh em nhà Wright [thử nghiệm máy bay], nhưng là ở một hành tinh ngoài Trái Đất”, MiMi Aung, kỹ sư chính chế tạo chiếc trực thăng tại JPL, cho biết.

Trong 3 tháng đầu tiên, các nhà khoa học và kỹ sư của nhóm sẽ làm việc theo giờ của Sao Hỏa (một ngày ở đây dài hơn của Trái Đất khoảng 40 phút). Điều đó có nghĩa: họ sẽ phải thường xuyên làm việc xuyên đêm và sống cuộc sống lệch múi giờ dài hạn. Mặc dù vậy, làm việc theo giờ Sao Hỏa cũng giúp cho nhóm lập kế hoạch hoạt động hằng ngày hiệu quả hơn, sau khi nhận thông tin từ Perseverance vào đầu mỗi ngày ở Sao Hỏa.

Perseverance đặt mục tiêu thám hiểm nhanh chóng và hiệu quả: trong đó đi được ít nhất 15km quanh Jezero trong một năm ở hành tinh này- thời gian NASA đặt ra cho nhiệm vụ ban đầu. Thiết bị tự hành của NASA cũng mang theo 43 ống chứa để thu thập đất đá, với mục tiêu có thể lấp đầy 15 đến 20 ống trong năm đầu tiên cho những con tàu vũ trũ tương lai đến lấy.

Sau đó, chiếc xe tự hành chạy bằng Plutoni (một nguyên tố hóa học hiếm và có tính phóng xạ cao) sẽ di chuyển sang một vùng đồng bằng lân cận để khám phá những môi trường khác có thể phù hợp cho sự sống cổ đại và tiếp tục thu thập các mẫu vậy. Dự kiến, sớm nhất là năm 2031, những mẫu vật này mới có thể được đưa về Trái Đất.

Perseverance đã tiêu tốn khoảng 2,4 tỷ USD cho việc chế tạo và phóng vào vũ trụ, đồng thời ngốn thêm 300 triệu USD nữa để có thể hạ cánh và vận hành trong năm đầu tiên ở Sao Hỏa. Đây là chương trình thứ 3 đến “hành tinh đỏ” trong tháng này - sau các tàu vũ trụ của Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất và Trung Quốc. Hiện cả hai con tàu trên đều đã đi vào quỹ đạo của Sao Hỏa. Trong đó, tàu Tianwen-1 của Trung Quốc sẽ cố gắng hạ cánh xuống Sao Hỏa sớm nhất vào đầu tháng 5 năm nay.

Nguồn:https://www.nature.com/articles/d41586-021-00432-1