Nhiệm vụ Mặt trời đầu tiên của Ấn Độ sẽ giải mã các hiện tượng thời tiết trong không gian

Ngày 2/9, Ấn Độ phóng thành công tàu vũ trụ thực hiện nhiệm vụ khám phá Mặt trời. Đây là nhiệm vụ Mặt Trời đầu tiên của nước này, đánh dấu một thành công khác về kỹ thuật hàng không vũ trụ sau lần hạ cánh thành công trên Mặt trăng vào tháng trước.

Sau bốn tháng nữa, khi đã hoàn thành hành trình 1,5 triệu km, đài quan sát Aditya-L1 sẽ đến điểm Lagrange 1 hay còn gọi là L1. Đây là một trong 5 điểm Lagrange trong không gian nơi lực hấp dẫn giữa hai vật thể - trong trường hợp này là Mặt trời và Trái đất - triệt tiêu lẫn nhau, do đó đài quan sát có thể giữ nguyên vị trí mà không cần tiêu tốn nhiều nhiên liệu.

Trong năm điểm, L1 là điểm có tầm nhìn rõ hướng đến Mặt trời. Bốn đài quan sát khác của Mỹ và châu Âu cũng đang nghiên cứu Mặt trời từ điểm này. Vậy câu hỏi đặt ra là điều gì khiến sứ mệnh của Ấn Độ trở nên khác biệt?

Sau vụ phóng Aditya-L1, Giám đốc dự án tại Tổ chức Nghiên cứu Vũ trụ Ấn Độ ISRO, Nigar Shaji, cho biết đài quan sát này “sẽ là tài sản quý giá đối với các nhà vật lý học Mặt trời của Ấn Độ cũng như cộng đồng khoa học toàn cầu”.

Đài quan sát này là sự kết hợp độc đáo của bảy công cụ, phân tích đồng thời ba vấn đề chính trong vật lý Mặt trời, theo nhà vật lý Mặt Trời Dibyendu Nandi tại Viện Nghiên cứu và Giáo dục Khoa học Ấn Độ Kolkata.

Cụ thể, thứ nhất là làm thế nào các ngôi sao như Mặt trời duy trì được lớp ngoài siêu nóng, thứ hai là sự biến đổi của từ trường Mặt trời ảnh hưởng đến bầu khí quyển Trái đất như thế nào, và thứ ba là cách từ trường của Mặt trời tạo ra những cơn bão dữ dội.

Với máy dò hạt và điện từ, Aditya-L1 sẽ kiểm tra bầu khí quyển bên ngoài hay vành nhật hoa của Mặt trời, làm sáng tỏ nguyên nhân gây ra các vụ phun trào vành nhật hoa (CME) hay bão Mặt trời – hiện tượng giải phóng hàng loạt electron, ion và từ trường.

Một công nghệ mới do Ấn Độ phát triển được tích hợp trên đài quan sát là Thiết bị chống lóa phát hiện đường truyền phát xạ (VELC).

"Điểm độc đáo của VELC là khả năng quan sát đồng thời ở nhiều bước sóng xuất hiện ở rìa Mặt trời", Annapurni Subramaniam, Giám đốc Viện Vật lý thiên văn Ấn Độ, thành viên nhóm phát triển công nghệ, cho biết. Dữ liệu từ VELC sẽ giúp hiểu được các diễn biến ban đầu của CME.

Biết được CME thay đổi như thế nào theo vĩ độ và kinh độ trên Mặt trời, cũng như theo thời gian, sẽ giúp các nhà nghiên cứu hiểu được tính chất vật lý của hiện tượng này.

Aditya-L1 còn kiểm tra bầu khí quyển phía dưới của Mặt Trời, được gọi là sắc quyển. Vùng này là ranh giới giữa bầu khí quyển của Mặt Trời và phần bên trong của nó hay còn gọi là quang quyển.

Một công cụ khác được giới khoa học chờ đợi trên Aditya-L1 là Kính viễn vọng chụp ảnh tia cực tím mặt trời SUIT. Đây là thiết bị đầu tiên có thể chụp ảnh đĩa Mặt trời – lớp khí và bụi bên ngoài có thể nhìn thấy được – ở bước sóng 200-400 nanomet hay gần cực tím.

“Chúng ta chưa bao giờ thu được những hình ảnh như vậy. Dữ liệu này sẽ giúp chúng ta hiểu được sự kết hợp hoặc liên kết giữa các lớp khác nhau của khí quyển Mặt trời", Durgesh Tripathi, nhà vật lý thiên văn tại Trung tâm Thiên văn và Vật lý Thiên văn Liên Đại học ở Pune (Ấn Độ), cho biết.

Bốn đài quan sát khác đang hoạt động ở L1 là Đài quan sát Mặt trời và Nhật quyển SOHO của Cơ quan Vũ trụ châu Âu, được phóng năm 1995; Máy khám phá thành phần nâng cao ACE của NASA, được phóng năm 1997; Máy thám hiểm khảo sát hồng ngoại trường rộng WISE của Mỹ, được phóng năm 2009; và Đài quan sát khí hậu không gian sâu DSCOVR cũng của Mỹ, được phóng năm 2015.

Aditya-L1 sẽ cung cấp các phép đo chính xác hơn trước nhờ những tiến bộ trong thiết kế thiết bị viễn thám, theo Juha-Pekka Luntama, người đứng đầu Văn phòng Thời tiết không gian tại Trung tâm Điều hành Vũ trụ Châu Âu ESOC.

Từ trường Mặt trời liên tục tăng giảm, do các cực bắc và nam của từ trường liên tục đảo ngược, và đạt cực đại theo chu kỳ 11 năm. Chu kỳ hiện tại được dự đoán sẽ đạt cực đại vào năm 2024 hoặc 2025. Vì thế đài quan sát của Ấn Độ được phóng vào đúng thời điểm vàng để thu thập dữ liệu, kết hợp giữa những công nghệ mới nhất hiện có và giai đoạn Mặt trời hoạt động mạnh nhất.

Con người ngày càng phụ thuộc vào các công nghệ vũ trụ, chẳng hạn như vệ tinh thời tiết hoặc vệ tinh liên lạc. Do đó, việc bảo vệ các tài sản này khỏi bão Mặt trời và các hiện tượng thời tiết không gian ngày càng trở nên cần thiết. Luntama nói thêm, dự báo thời tiết không gian chính xác và kịp thời sẽ giúp bảo vệ các cơ sở hạ tầng quan trọng và đảm bảo an toàn cho các phi hành gia trong các sứ mệnh tới Mặt trăng và Sao Hỏa trong tương lai.