Năm tham vọng không gian của Trung Quốc

Cơ quan Quản lý Không gian Quốc gia Trung Quốc (CNSA) vừa giới thiệu khá chi tiết các nhiệm vụ không gian dự kiến trong sách trắng Chương trình Không gian của Trung Quốc: Góc nhìn từ năm 2021. Các nhiệm không gian mới công bố tiếp tục đi theo xu hướng tập trung vào nghiên cứu khoa học thay vì phát triển và ứng dụng công nghệ, theo Shuang-Nan Zhang, nhà thiên văn học tại Viện Vật lý Năng lượng Cao ở Bắc Kinh. “Đây là một dấu hiệu rất tốt," Zhang nói, "đây là sự gia tăng liên tục đầu tư vào khám phá vũ trụ.”

Trung Quốc đặt mục tiêu phóng tàu thăm dò để lấy mẫu các tiểu hành tinh gần Trái đất và nghiên cứu các sao chổi băng giá có quỹ đạo giống tiểu hành tinh. Nhiệm vụ này có thể khởi động ngay năm 2024, và có thể sẽ được đặt theo tên một nhà thám hiểm Trung Quốc thời nhà Minh Trịnh Hòa. Đây cũng là nhiệm vụ đầu tiên của Trung Quốc đến thăm một tiểu hành tinh, sau Hayabusa của Nhật Bản và OSIRIS của NASA-Rex.

Trịnh Hòa sẽ bay trong mười năm. Đầu tiên, tàu hạ cánh xuống tiểu hành tinh cổ đại HO3, hay còn gọi là Kamo‘oalewa, bay vòng quanh Trái đất. Trịnh Hòa bám trên Kamo‘oalewa và lấy mẫu. Các nhà khoa học hy vọng nghiên cứu Kamo‘oalewa sẽ mang lại thông tin về Hệ Mặt trời sơ khai. Sau đó, tàu quay trở lại quỹ đạo của Trái đất vào năm 2026 để thả các mẫu thu được và tiếp tục bay đến sao chổi 311P/PANSTARRS trong không gian sâu.

Trung Quốc đã phê duyệt thêm ba nhiệm vụ lên mặt trăng vào tháng 12 năm ngoái, tất cả đều tập trung vào cực nam của Mặt trăng và hướng đến xây dựng một căn cứ ở khu vực này.

Tàu Chang’e-7, dự kiến ​​phóng vào năm 2024, sẽ khảo sát chi tiết cực nam của Mặt trăng, bao gồm lập bản đồ sự phân bố của băng trong các miệng núi lửa. Tiếp theo sau là Chang’e-6 mang các mẫu băng vùng cực về Trái đất. Băng là một kho báu cho các nhà khoa học, vì nó cho thấy lịch sử của Mặt trăng, và cũng được coi là một dạng nhiên liệu tiềm năng cho tên lửa và các căn cứ trên Mặt trăng.

Chang’e-8, dự kiến ​​phóng vào năm 2030 sẽ kiểm nghiệm "công nghệ cốt lõi" để xây dựng một trạm nghiên cứu Mặt trăng có người lái. Nga và Trung Quốc sẽ ký một thỏa thuận liên chính phủ về việc xây dựng chung cơ sở nghiên cứu "càng sớm càng tốt trong năm nay", Wu Yanhua, cục phó CNSA cho biết tại cuộc họp báo ra mắt sách trắng, và nhấn mạnh, nhiệm vụ hợp tác vẫn để ngỏ cho tất cả các quốc gia.

Trung Quốc đã đạt được bước tiến lớn trong khám phá không gian liên hành tinh với nhiệm vụ bộ ba: tàu quỹ đạo Tianwen-1 thả tàu đổ bộ chứa tàu thám hiểm Zhurong lên sao Hỏa vào tháng 5/2021. Đến năm 2028, nước này sẽ tiếp tục đưa một tàu lên sao Hỏa để mang các mẫu đá thu được về Trái đất.

Trung Quốc cũng có kế hoạch thăm dò sâu hơn vào hệ mặt trời. Sớm nhất là vào năm 2029, nước này dự kiến hoàn thành các nghiên cứu phục vụ khám phá Sao Mộc và hệ thống mặt trăng của nó, không lâu sau các sứ mệnh Sao Mộc của châu Âu và NASA vào năm 2023 và 2024. Trung Quốc cũng đặt mục tiêu khám phá ranh giới của Hệ Mặt trời.

Trung Quốc có kế hoạch phóng một kính viễn vọng không gian có tên Xuntian, có nghĩa là "khảo sát các tầng trời". Kính sẽ hoạt động ở các bước sóng giống với Kính viễn vọng Không gian Hubble của NASA - cực tím, khả kiến ​​và hồng ngoại.

Xuntian nhỏ hơn một chút so với Hubble và sẽ không đạt được độ phân giải của Hubble. Nhưng đổi lại, Xuntian có thể chụp được một vùng trời lớn gấp 300 lần, cho phép thăm dò phạm vi rộng và khối lượng thông tin lớn hơn nhiều so với Hubble, Zhan Hu, nhà thiên văn học tại Đài quan sát thiên văn quốc gia ở Bắc Kinh và là nhà khoa học trong nhiệm vụ Xuntian, cho biết.

10 năm đầu tiên của Xuntian sẽ dành để tìm hiểu lịch sử và sự tiến hóa của Vũ trụ. Trong suốt thời gian hoạt động, kính sẽ cập cảng trạm vũ trụ Tiangong của Trung Quốc để tiếp nhiên liệu và bảo trì định kỳ. Zhan nói dự kiến kính được hoàn thành vào cuối năm 2023, sẵn sàng để phóng vào năm 2024.

Trung Quốc đang tiếp tục phát triển kế hoạch phóng một hệ thống vệ tinh dò sóng hấp dẫn trên không gian, được gọi là Taiji, vào đầu những năm 2030. Nếu triển khai thành công, đây sẽ là hệ thống dò sóng hấp dẫn trên không gian đầu tiên. Hệ thống này sẽ có thể quan sát các sóng có tần số thấp hơn so với các thiết bị trên mặt đất như Advanced LIGO quan sát được, nhờ đó phát hiện các lỗ đen có khối lượng lớn hơn, bao gồm cả những lỗ đen trong Vũ trụ sơ khai.

Nhưng hệ thống thiết bị sẽ rất phức tạp: phát hiện ra các gợn sóng trong không-thời gian có nghĩa là phải phát hiện ra sự thay đổi chỉ vài phần nghìn tỷ trên mét, trong khoảng không gian giữa ba vệ tinh cách nhau 3 triệu km theo hình tam giác.

Một vệ tinh thử nghiệm ban đầu, Taiji-1, đã thử nghiệm thành công vào năm 2019 và các nhà nghiên cứu Trung Quốc đang hy vọng sẽ thử nghiệm hai vệ tinh tiếp theo vào năm 2024–25 để kiểm nghiệm các công nghệ cần thiết. Yue-Liang Wu, nhà vật lý tại Đại học Học viện Khoa học Trung Quốc ở Bắc Kinh, cho biết các thử nghiệm này sẽ “loại bỏ tất cả các trở ngại kỹ thuật” cho sứ mệnh Taiji cuối cùng.

Cơ quan Vũ trụ châu Âu từ lâu đã lên kế hoạch xây dựng hệ thống quan sát sóng hấp dẫn, LISA, nhưng LISA không được lên kế hoạch triển khai cho đến năm 2037. Cùng nhau, hai hệ thống này có thể được sử dụng để đo hằng số Hubble, mô tả sự mở rộng của Vũ trụ, với độ chính xác cao hơn nhiều so với các máy dò trên mặt đất hiện nay.