THÁI DƯƠNG HỆ và CUỘC THÁM HIỂM HỎA TINH

Tiến sĩ Nguyễn Tiến Ích

(tiếp theo số 30)

4-Chương trình Mars Global Surveyor (sẽ được viết tắt là MGS) được hình thành để đưa một phi thuyền vào quỹ đạo Hỏa tinh với mục đích lập bản đồ tổng quát mặt Hỏa tinh, nghiên cứu toàn bộ mặt Hỏa tinh, bầu khí quyển trên đó và cả bên dưới mặt Hỏa tinh nữa với triển vọng là những kết quả đạt được sẽ giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn lịch sử hình thành các hành tinh trong (inner planets) của Thái dương hệ.

Cũng như với Pathfinder, MGS được phóng đi bằng một hỏa tiễn Delta II, ngày 7 tháng 11 năm 1996, dọc đường con tàu đã phải tiến hành những vi chỉnh quỹ đạo, nhưng chỉ có 3 lần thay vì 4 như với Pathfinder, để đến đúng mục tiêu đã định.

MGS đến sao Hỏa ngày 11 tháng 9 năm 1997 sau một hành trình trên 10 tháng trời. Động cơ hỏa tiễn giảm tốc khai hỏa trong 22 phút đồng hồ để chuyễn MGS từ quỹ đạo liên hành tinh vào quỹ đạo vệ tinh của sao Hỏa, một quỹ đạo ellip rất dài, với điểm thấp nhất ở 262 km bên trên Bắc bán cầu và điểm cao nhất ở 54 ngàn 026 km bên trên Nam bán cầu và MGS phải bay đến 45 giờ đồng hồ mới hết một vòng. Để thay đổi quỹ đạo, con tàu đã ứng dụng kỹ thuật thắng hơi (aerobraking), dùng sức cản gió để dần dần đưa điểm cao nhất xuống khoảng 450 km bên trên mặt Hỏa tinh. Kỹ thuật thắng hơi như vậy không cần máy móc, đặc biệt là nhờ đó mà khỏi cần mang thêm nhiên liệu để chạy máy và đó là một điều quan trọng đối với các phi thuyền vũ trụ. Nhưng để bù lại, thao tác thắng hơi cần nhiều thời gian.

Sáu ngày sau khi đến sao Hỏa, ngày17 tháng 9 thao tác thắng hơi được khởi động với việc mang điểm thấp của quỹ đạo xuống dần đến vùng thượng tầng khí quyển. Mỗi lần con tàu nhúng vào khí quyển thì sức cản gió sẽ làm nó chậm lại một tý và điểm cao của quỹ đạo cũng xuống thấp dần. Kế hoạch ban đầu là mang dần điểm cao của quỹ đạo từ 56 ngàn 026 km xuống khoảng 450 km trong vòng chừng 4 tháng. Nhưng rồi cũng như bao nhiêu kế hoạch khác, thao tác thắng hơi cũng phải lượng định lại và thay đổi để sức cản gió không làm hại đến độ bền của những bộ phận con tàu và mãi 18 tháng sau, tới tháng 3 năm 1999, quỹ đạo của MGS quanh sao Hỏa mới ổn định, với điểm cao nhất bây giờ ở 450 km và điểm thấp nhất ở 120 km bên trên mặt Hỏa tinh và phi thuyền bây giờ bay một vòng quỹ đạo mất 2 giờ đồng hồ. Công tác lập bản đồ sao Hỏa cũng bắt đầu từ thời điểm đó.

Hình 7.- Phi thuyền Mars Global Surveyor để trở thành vệ tinh của Hỏa tinh

(Hình lấy trong tài liệu NASA Facts, Mars Global Surveyor, cung cấp bởi JPL)

Cho đến nay, ngoài mục tiêu chính là chụp hình sao Hỏa bằng một máy hình gọi là Mars Orbiter Camera, viết tắt là MOC, những kết quả đạt được gồm có:

· Hình ảnh những khe (gullies), những rác rến ghi được tương tự như những khe suối có nước chảy với rác rến được cuốn theo đưa đến một kết luận quan trọng là xưa kia Hỏa tinh có nước.

· Hỏa tinh không có một mạng từ trường rộng khắp như ở Địa cầu nhưng chỉ tập trung ở một số địa điểm trên mặt hay gần mặt. Như vậy từ trường Hỏa tinh không phải do một cái lõi bên trong sinh ra mà là do lớp magma từ bên dưới đã xuyên lên mặt Hỏa tinh rồi đông đặc ở đó vào thời kỳ đầu tiến trình chuyển biến của Hỏa tinh.

· Những chứng liệu về khoáng chất và về địa hình cho thấy rằng Hỏa tinh có nước ở thời kỳ sơ khởi và đã có một hệ thống nước nóng ngầm.

· Có một sự tập trung khoáng chất gọi là hermatite, tạo nên bởi những hạt tinh thể quặng sắt dưới dạng oxýt ferric (Fe₃ O₄) và chỉ có thể bắt nguồn từ những khối nước đọng (standing bodies of water).

MGS/MOC bắt đầu hành nghề ngay từ giữa năm 1997 khi MGS đang bay đến sao Hỏa. Trong số những hình gửi về, đặc biệt nhất là hình cho thấy đất quanh Nam cực đã nứt theo những đa giác. Nếu là ở mặt đất thì đó là chỉ dấu có nước đá bên dưới. Điều đó có đúng cho Hỏa tinh không thì còn phải chờ nhiều cuộc thăm dò khác sau này mới có thể kết luận dứt khoát được.

Theo chương trình nguyên thủy thì nhiệm vụ của MGS đã hoàn tất vào tháng Giêng năm 2001, sau một năm Hỏa tinh làm công tác vẽ bản đồ. Nhưng chương trình được gia hạn cho đến tháng 9 năm 2004.

Trong phi vụ thám hiểm Hỏa tinh bằng xe tự hành (Mars Exploration Rover, sẽ viết tắt là MER) đưa hai con tàu Spirit và Opportunity lên sao Hỏa vừa qua, MGS/MOC cũng đã đóng góp công sức vào bằng cách chụp hình hố (crater) Gusev ngày 02 tháng Giêng năm 2004, nơi chiếc xe Spirit sẽ đáp xuống rồi ngày hôm sau, 03 tháng Giêng, MGS đã gửi hình chiếc Spirit khi đang vào bầu khí quyển rồi đáp xuống mặt Hỏa tinh. Sau đó, ngày 23 tháng Giêng, MGS đã gủi hình chiếc xe Spirit đậu ở bãi đáp trên Hỏa tinh. Ngày 24 tháng Giêng đến lượt bãi đáp của xe Opportunity được chụp hình gửi về mặt đất và ngày 09 tháng 2 thì hình của Opportunity ở bãi đáp của nó trên Hỏa tinh được gửi về mặt đất.

5-Với chương trình 2001 Mars Odyssey (sẽ gọi tắt là Odyssey), NASA đã mở đầu thiên niên kỷ qua việc tiếp tục thám hiểm Hoả tinh để tìm hiểu cơ cấu địa chất của hành tinh này, khả năng có nước hay nước đá và thành phần phóng xạ có gì nguy hiểm đến đời sống con người khi đáp lên đó không. Ngoài ra Odyssey sẽ trở thành một trạm liên lạc, chứa và chuyển dữ kiện về địa cầu cho những phi thuyền sẽ đáp lên mặt Hỏa tinh.

Theo chương trình đã hoạch định, Odyssey được phóng lên ngày 7 tháng Tư năm 2001. Cũng như với MSG, quỹ đạo đầu tiên dự trù cũng sẽ méo và Odyssey sẽ phải mất 25 giờ đồng hồ để bay quanh nó một vòng. Và cũng như với MSG, Odyssey sẽ đổi đường bay bằng kỹ thuật thắng hơi trong vòng 76 ngày để cho một quỹ đạo tròn hơn, gần mặt Hỏa tinh hơn và sẽ chỉ mất 2 tiếng đồng hồ để bay quanh một vòng quỹ đạo.

Odyssey đã vào quỹ đạo như dự trù và bắt đầu hoạt động từ đầu năm 2002. Cho tới nay, Odyssey đã lập bản đồ về sự phân phối vật liệu trên mặt và nông bên dưới mặt Hỏa tinh, theo dõi những thay đổi theo mùa, chẳng hạn sự tăng, giảm của cái chỏm đá khô (dry ice) trên hai cực. Số lượng nước đóng thành băng được tìm thấy gần mặt Hỏa tinh ở hai bên xích đạo là những miền tương đối ấm đã đưa các nhà nghiên cứu đến kết luận là Hỏa tinh mới ra khỏi một kỷ nguyên băng giá. Kết quả đo lường cũng cho thấy rằng, trong tất cả các hành tinh, thì khí hậu trên Hỏa tinh là giống với trái đất nhất.

Hình 8.- Phi thuyền Mars Odyssey để trở thành vệ tinh của Hỏa tinh

(Hình lấy trong tài liệu NASA Facts, 2001 Mars Odyssey, cung cấp bởi JPL)

Ngày 04 tháng Giêng vừa qua, khi ăn mừng Spirit đáp xuống Hỏa tinh thì NASA cũng ăn mừng một năm Hỏa tinh (687 ngày địa cầu) công tác của Odyssey. Trong năm đó, Odyssey đã đạt được những thành tựu sau đây:

· Cho ta biết những địa điểm có nước đá bên dưới mặt Hỏa tinh.

· Phân tích những khoáng chất và những nguyên tố tạo nên Hỏa tinh.

· Nghiên cứu những phóng xạ trên Hỏa tinh để thẩm định khả năng gây nguy hại cho các nhà thám hiểm sau này sẽ đặt chân lên đó.

Ngoài những nhiệm vụ khoa học đó, Odyssey cũng như MGS (Mars Global Surveyor) còn giữ một vai trò chuyển tiếp quan trọng giúp cho các phi vụ Spirit và Opportunity nói chuyện với JPL ở địa cầu. ·

Chú thích cho phần 3:

(10) Cũng như trái đất, Hỏa tinh có một lớp ngoài cứng và mỏng gọi là vỏ (crust) , bên dưới là một lớp áo choàng (mantle), là một khối vật chất ở thể nhão bao quanh một cái nhân ở thể rắn. Vì Hỏa tinh nhỏ hơn Địa cầu nên nguội xuống nhanh hơn làm cho lớp vỏ có thể dầy hơn là ở địa cầu. Hiện nay chưa có những dữ kiện chính xác về chiều dầy của mỗi lớp.

Trở lại Trang Nhà: