Thứ bảy 11/8, thời gian đếm ngược phóng vệ tinh đã bị dừng lại ở 1 phút 55 giây, giữ tên lửa Delta IV (bốn) tại Cape Canaveral, Florida, cùng với nó là tàu thám hiểm Parker. Một vấn đề kỹ thuật vào phút chót đã làm chậm chuyến bay chưa từng có của NASA tới mặt trời. Trước đó, nhiệm vụ 1,5 tỷ USD này đã trễ một tuần vì các vấn đề về tên lửa.
Trong ngày thứ hai vẫn có hàng ngàn khán giả theo dõi tại điểm phóng và các thị trấn xung quanh vào giữa đêm. Sau sự cố vào ngày hôm trước, tên lửa Delta IV mang theo tàu Parker đã phóng thành công vào 03:31 sáng (giờ EDT). Khi vào quỹ đạo của mình, tàu thám hiểm Parker sẽ tiến gần với mặt trời hơn bất kỳ tàu vũ trụ nào khác.
Hàng ngàn khán giả tụ tập vào giữa đêm để chứng kiến buổi phóng tên lửa, trong đó có nhà vật lý thiên văn Eugene Parker từ Đại học Chicago. Tên của ông được dùng để đặt cho con tàu thám hiểm này. Từng dự đoán sự tồn tại của gió mặt trời cách đây 60 năm, giờ đây ở tuổi 91 tuổi, ông đã vẫn còn háo hức muốn nhìn thấy tàu thám hiểm mặt trời bay lên.
Từ bệ phóng tại Cape Canaveral ở Florida, tàu Parker phóng ra theo một quỹ đạo vắt qua sao Kim và vòng quanh mặt trời. Sau đó Parker sẽ còn lặn xuống thấp hơn nữa vào khí quyển mặt trời nóng bỏng - vầng hào quang có thể nhìn thấy trong nhật thực toàn phần. Cơ quan không gian Hoa Kỳ đặt mục tiêu cất cánh vào lúc 3 giờ 48 giờ sáng theo giờ địa phương (8 giờ 8 phút sáng British Summer Time).
Thiết bị bay độc nhất vô nhị
Xét riêng về năng lượng học, đây là một nhiệm vụ độc nhất. Để thoát khỏi ảnh hưởng của Trái đất, tàu vũ trụ này đòi hỏi năng lượng phóng gấp 55 lần so với một chuyến đi đến sao Hỏa. Vì thế mà tàu Parker, với kích cỡ không lớn hơn một chiếc xe gia đình, được đặt lên trên một tên lửa hạng nặng Delta IV có chiều cao 72m, rộng 15m và chứa hơn 600 tấn nhiên liệu.
Số nhiên liệu này sẽ giúp tàu thám hiểm Parker đi vòng quỹ đạo mặt trời 24 lần trong bảy năm, di chuyển ở tốc độ 450.000mph (724.000 kph). Tàu sẽ bay qua sao Kim bảy lần và sẽ cần phải chịu được nhiệt độ bên ngoài tàu đạt tới gần 1.400°C.
Tàu thám hiểm Parker sẽ trở thành thiết bị bay đầu tiên tiến gần mặt trời nhất trong lịch sử. Nguồn: NASA
Đổi lại cho tất cả số nhiên liệu đẩy được sử dụng, chúng ta có tàu vũ trụ di chuyển nhanh hơn bất kỳ vật thể nhân tạo nào trong lịch sử. Ở những lần tiếp cận gần nhất, tàu thăm dò NASA sẽ bay quanh mặt trời với tốc độ 430.000 dặm/giờ. Với tốc độ đó chỉ mất bảy giây để đi hết chiều dài nước Anh.
Sau lần bay qua sao Kim đầu tiên vào cuối tháng chín năm nay, tàu vũ trụ sẽ tiếp cận với mặt trời trong tháng mười một và gửi đợt dữ liệu đầu tiên về Trái đất trong tháng mười hai. Trong nhiệm vụ kéo dài bảy năm, nó sẽ bay vòng qua sao Kim sáu lần nữa, mượn trọng lực của hành tinh này để quay về quỹ đạo của nó quanh mặt trời. Tàu thăm dò Parker sẽ “khoanh tròn” mặt trời 24 lần và đến gần trong vòng 4 triệu dặm trên bề mặt của nó - quang quyển (photosphere).
Ngay cả ở khoảng cách như vậy từ mặt trời, tàu sẽ bay qua vành nhật hoa (corona) nơi nhiệt độ đạt tới 3 triệu độ C. Tàu thám hiểm chỉ có thể chịu nhiệt lượng này vì bầu khí quyển quá mỏng manh. Thách thức hơn cả là sự tấn công của ánh sáng mặt trời ở khoảng cách như vậy. Để tồn tại, tàu vũ trụ nằm phía sau một lá chắn nhiệt dày 12cm - dự kiến chịu được ngưỡng nhiệt độ 1.4000C. Nếu tàu vũ trụ nghiêng và chịu sức nóng trực tiếp của mặt trời, nó sẽ tan chảy như đôi cánh bằng sáp và lông vũ trên đôi cánh của Icarus.
“Nhiệm vụ này thật không gì dễ dàng bởi đây là một môi trường rất khắc nghiệt”, Nicky Fox, nhà khoa học tại Đại học Johns Hopkins ở Maryland tham gia nhiệm vụ cho biết. “Tất cả những người đang làm nhiệm vụ chỉ thở phào nhẹ nhõm khi tàu ra khỏi vành nhật hoa lần đầu tiên.”
Thu thập các dữ liệu mới về mặt trời
Dù đóng vai trò rất cơ bản đối với sự sống trên Trái đất nhưng đến nay vẫn còn nhiều bí ẩn về mặt trời. Một trong những câu hỏi xoay quanh chính vành nhật hoa, bản thân nó nóng hơn 500 lần so với sức nóng quan sát được của bề mặt mặt trời (5.5000C). Như Fox giải thích, điều này giống như đi bộ ra khỏi một đám lửa trại và thấy rằng nhiệt độ càng tăng lên. “Chúng tôi biết rằng có một yếu tố nào đó trong khu vực này đưa đến sự nóng lên đáng kinh ngạc này, nhưng chúng tôi vẫn không biết chính xác nó là gì”, cô nói. Với bộ công cụ của mình, tàu Parker sẽ bay qua vành nhật hoa để tìm câu trả lời.
Một bí ẩn nữa là nguồn năng lượng đằng sau gió mặt trời - khí ion hóa thoát ra khỏi mặt trời với tốc độ hơn một triệu dặm mỗi giờ. Ý tưởng cho rằng có một cơn gió như vậy đã từng bị cười nhạo khi nhà vật lý trẻ tên Eugene Parker đề xuất đầu tiên vào những năm 1950. Nhưng dần dần các nhà khoa học bắt đầu tìm hiểu xem gió mặt trời đã tác động đến hành tinh của chúng ta như thế nào, ví dụ như hiện tượng cực quang, tạo ra thời tiết không gian có thể làm chệch quỹ đạo vệ tinh, dập tắt lưới điện và làm cho các phi hành gia phơi nhiễm phóng xạ. NASA đã lấy tên Parker đặt cho nhiệm vụ khám phá mặt trời này, dẫu nhà khoa học 91 tuổi chỉ khiêm tốn cho rằng tất cả những gì mình đã làm là viết một bài báo.
“Đây là những câu hỏi khiến các nhà khoa học hoang mang trong nhiều thập kỷ”, Fox nói. “Chúng ta sẽ đi đến khu vực chính cuối cùng của hệ mặt trời vẫn chưa được khám phá. Đây là một hành trình của sự khám phá”. Đặt kỳ vọng vào kết quả của cuộc thăm dò này, các nhà nghiên cứu hy vọng nắm bắt tốt hơn những thay đổi về thời tiết không gian, và do đó dự đoán tác động của nó chính xác hơn.
Trong ngôn ngữ thơ mộng của cơ quan không gian Hoa Kỳ, đây là “một nhiệm vụ chạm vào mặt trời”, với sự hiểu biết về ngôi sao gần nhất với trái đất của chúng ta, các nhà khoa học sẽ tìm hiểu những ngôi sao trong khắp vũ trụ. Tàu đang hướng tới mặt trời gần giai đoạn cực tiểu, thời điểm ít các vết đen trên bề mặt nhất. Trong quá trình thực hiện nhiệm vụ, tàu của NASA sẽ thu thập các quan sát khi mặt trời tăng cường hoạt động của nó và các vết đen mặt trời xuất hiện khắp nơi. Nếu mọi thứ diễn ra như kế hoạch, tàu vũ trụ sẽ bay qua ít nhất một vụ phun trào lớn từ mặt trời được gọi là sự phóng đại khối lượng, hoặc bão mặt trời (CME).
Từ các văn phòng khác nhau trên Trái đất, các nhà khoa học trong dự án này có thể điều khiển tàu vũ trụ nhưng vẫn còn tương đối hạn chế. Mất gần tám phút để truyền và nhận tín hiệu tới khu vực gần mặt trời, do đó, tàu thăm dò được lập trình trước để phản ứng với trục trặc tốt nhất có thể. Nếu nó cảm thấy mình đang quay về phía mặt trời và nóng lên, đầu dò sẽ kích hoạt các bộ đẩy nhỏ để giữ cho lá chắn nhiệt đứng vững chắc giữa tàu và mặt trời.
Lần bay qua sao Kim cuối cùng sẽ đưa tàu Parker vào quỹ đạo ổn định quanh mặt trời, nhưng cuối cùng, phi thuyền sẽ cạn kiệt nhiên liệu hydrazin cần để giữ khiên của nó ở đúng vị trí. Khi điều đó xảy ra, tàu vũ trụ sẽ từ từ quay lại và đứng trực tiếp trước cường độ tối đa của ánh sáng mặt trời. “Nó sẽ vỡ thành nhiều mảnh, và chúng sẽ ngày càng vỡ nhỏ hơn, cho đến khi nó trở thành một phần của gió mặt trời”, Fox nói. “Ít nhất đó là câu chuyện lãng mạn mà tôi tự nhủ khi nghĩ về sự ra đi của nó.”
| Khám phá hành tinh trong hệ mặt trời là cuộc chạy đua giữa nhiều cường quốc, không chỉ riêng Mỹ. Và không phải nước nào cũng thành công. Ví dụ gần đây, nhiệm vụ mặt trăng Chandrayaan-2 của Ấn Độ cũng bị hoãn lại lần thứ 2 và lịch phóng mới dự kiến là tháng 1/2019. Trước đó, Chandrayaan-2 đã được dự kiến sẽ cất cánh vào tháng mười năm nay, hoãn lại do với dự kiến ban đầu là tháng tư. Kailasavadivoo Sivan, chủ tịch Tổ chức nghiên cứu Vũ trụ Ấn Độ (ISRO) cho biết nguyên nhân chậm trễ là do có sự thay đổi thiết kế để đảm bảo tàu hạ cánh trên mặt trăng được "êm ả" hơn. Những thay đổi này đã làm tăng trọng lượng của tàu vũ trụ và kéo theo đó là lượng nhiên liệu cần thiết để hoàn thành nhiệm vụ. Những nhiệm vụ không gian đến thời điểm này vẫn là những nhiệm vụ khó khăn và cần sự tính toán, chuẩn bị chính xác. |