Hạ cánh xuống sao Hỏa
Sự kiện khoa học được mong chờ nhất đầu năm 2021, thu hút sự quan tâm không chỉ của cộng đồng khoa học mà với nhiều người trên thế giới là robot tự hành Perseverance với sứ mệnh thám hiểm hành tinh đỏ mang tên Mars 2020 đã đổ bộ xuống bề mặt sao Hoả.
Trải qua “7 phút kinh hoàng”, thấp thỏm, hồi hộp xen lẫn lo âu, cuối cùng các nhà khoa học cũng vỡ oà trong hạnh phúc khi những tín hiệu đầu tiên được truyền về Trái đất khẳng định Perseverance đã hạ cánh một cách chính xác, an toàn xuống bề mặt hành tinh đỏ, bắt đầu một hành trình khám phá khoa học đầy hứa hẹn.
Sự kiện lịch sử này cũng đánh dấu một bước tiến mới trong hành trình thám hiểm vũ trụ, chinh phục các hành tinh của nhân loại.
Trong các hành tinh của Hệ Mặt trời, sao Hỏa từ lâu đã có một sức hút mãnh liệt và trở thành mục tiêu chinh phục hàng đầu của nhiều quốc gia.
Rất nhiều sứ mệnh được triển khai suốt nhiều thập kỷ qua nhưng gần một nửa trong số đó đã thất bại. Có những con tàu kết thúc trong một vụ nổ, rơi xuống đất hoặc không thể tiếp cận quỹ đạo mục tiêu. Chính vì vậy, nhiều nhà khoa học trong lĩnh vực này gọi sao Hỏa là “nghĩa địa” của nhiều sứ mệnh không gian.
Năm 2020 đánh dấu nhiều sứ mệnh thám hiểm hành tinh đỏ. Không phải ngẫu nhiên khi các quốc gia chọn đây là thời gian lý tưởng để triển khai các kế hoạch thám hiểm không gian đầy hứa hẹn. Lý do có thể hiểu vì đây là năm rất thuận lợi cho các kế hoạch thám hiểm sao Hoả khi khoảng cách và hành trình quỹ đạo tiếp cận sao Hoả đối với các tàu vũ trụ là ngắn nhất do vị trí tương đối trên quỹ đạo của Trái đất và sao Hỏa. Lợi thế này chỉ lặp lại trung bình sau 26 tháng khi Trái đất và sao Hoả ở vị trí xung đối.
Lợi thế khoảng cách như vậy cho phép các tàu vũ trụ tiết kiệm rất lớn về thời gian bay và nhiên liệu. Chính bởi vậy, trong tháng 7/2020, 3 quốc gia là Mỹ, Trung Quốc, Các Tiểu Vương quốc Ả Rập Thống nhất (UEA) đã phóng tàu thám hiểm tới sao Hoả.
Vượt qua khoảng cách gần 480 triệu km trong hành trình kéo dài 7 tháng, đến nay, cả 3 tàu vũ trụ đã thực hiện các thao tác kỹ thuật tiếp cận thành công và đi vào quỹ đạo xung quanh sao Hoả.
Tìm kiếm bằng chứng sự sống
Điều làm nên sứ mệnh thám hiểm ngoạn mục chính là robot tự hành Perseverance - trái tim của Mars 2020. Cỗ máy đắt tiền của NASA là công cụ khoa học tối tân nhất từ trước đến nay mà con người gửi đến sao Hoả. Mục tiêu của Perseverance là tìm kiếm những bằng chứng về sự sống có thể từng tồn tại trên sao Hoả; Đồng thời, nghiên cứu các điều kiện tiềm năng để duy trì sự sống trong điều kiện hiện tại.
Bên cạnh đó, cỗ máy này cũng sẽ tiến hành các nghiên cứu về điều kiện khí hậu của sao Hoả, sự thay đổi khí hậu trong suốt lịch sử của hành tinh. Mặt khác, robot cũng tiến hành các phân tích nhằm tìm hiểu cấu trúc cũng như sự tiến hoá địa chất của hành tinh đỏ. Một mục tiêu nghiên cứu thú vị khác là thử nghiệm sản xuất oxy từ khí quyển sao Hỏa nhằm thu thập các thông tin phục vụ sứ mệnh thám hiểm có người lái trong tương lai.
Robot tự hành Perseverace có khối lượng 1.025 kg với kích thước bằng chiếc xe hơi, tích hợp những thiết bị khoa học tuyệt hảo nhất và được ví như phòng thí nghiệm di động đa ngành có một không hai. Hàng chục camera tích hợp trên robot sẽ giúp các nhà khoa học triển khai các nghiên cứu, đồng thời giám sát các hoạt động của Perseverane trong suốt quá trình thám hiểm bề mặt hành tinh đỏ. Perseverance phát triển dựa trên robot tự hành trước đó là Curiosity như thân khung, hệ thống đáp, năng lượng.
Perseverance được trang bị máy quang phổ huỳnh quang tia X (PIXL) có thể giúp xác định thành phần nguyên tố vi lượng trong lớp đất đá bề mặt. Thiết bị RIMFAX giúp nghiên cứu cấu trúc các tầng đất sâu, thậm chí giúp phát hiện nước băng ngầm và nước mặn ở độ sâu 10 m.
Đáng chú ý là thiết bị MOXIE có thể tạo ra một lượng nhỏ oxy từ carbon dioxide trong khí quyển sao Hỏa. Công nghệ này có thể được phát triển cho các sứ mệnh tương lai để hỗ trợ cuộc sống con người hoặc tạo nhiên liệu tên lửa cho các nhiệm vụ trở về.
Thiết bị SuperCam cung cấp hình ảnh, phân tích từ xa thành phần hóa học và khoáng vật học trong đá và tầng phong hoá.
Máy phân tích động lực học môi trường sao Hỏa (MEDA) sẽ đo nhiệt độ, tốc độ và hướng gió, áp suất, độ ẩm tương đối, bức xạ, kích thước và hình dạng hạt bụi. Perseverance còn được trang bị nhiều camera hơn Curiosity, đặc biệt là thiết bị thu phát âm thanh hoạt động lần đầu tiên trên sao Hoả, được sử dụng để hỗ trợ kỹ thuật trong quá trình hạ cánh, lái xe và thu thập mẫu.
Bên cạnh đó, còn có rất nhiều thiết bị nghiên cứu được trang bị cho robot tự hành này.
Đồng hành với robot tự hành Perseverance, lần đầu tiên NASA thực hiện nhiệm vụ trinh sát bề mặt sao Hoả bằng một trực thăng nhỏ có khối lượng 1,8 kg trang bị camera. Trực thăng nhỏ này có tên Ingenuity sẽ giúp lập bản đồ cho hành trình thám hiểm, tìm kiếm những cung đường hợp lý cho robot tự hành.
Nếu Ingenuity sống sót sau những đêm lạnh giá đầu tiên trên sao Hoả, nơi nhiệt độ có thể xuống tới -90oC, các nhà khoa học sẽ lên kế hoạch để trực thăng sẽ thực hiện 5 chuyến bay trong khoảng thời gian 30 ngày. Mỗi lần thực hiện chuyến bay, trực thăng sẽ sử dụng công nghệ kiểm soát tự động và liên lạc với robot tự hành.
Theo kế hoạch, sứ mệnh được thiết kế hoạt động trong khoảng thời gian 1 năm sao Hoả (687 ngày của Trái đất). Tuy nhiên, với thiết kế và công nghệ tân tiến, robot tự hành có thể hoạt động lâu hơn thế.
Vào ngày 23/2, NASA đã công bố những thước phim đầu tiên ghi lại toàn bộ quá trình hạ cánh của tàu vũ trụ. 6 camera được thiết kế để ghi lại quá trình con tàu đi vào khí quyển, giảm tốc, bung dù, tách hệ thống đẩy, thả neo và tiếp cận bề mặt.
Hiện Perseverance đã gửi về những hình ảnh màu có độ phân giải cao về quang cảnh xung quanh nơi hạ cánh, cung cấp cái nhìn thực địa đầu tiên về một nơi được kỳ vọng là sẽ mang đến nhiều bất ngờ trong hành trình khám phá sự sống trên hành tinh đỏ.
Việc robot tự hành Perseverance hạ cánh thành công trên sao Hoả là khởi đầu cho một hành trình nghiên cứu đầy hứa hẹn. Giới khoa học đang chờ mong những khám phá bất ngờ về hành tinh đỏ mà sứ mệnh này sẽ mang lại. Tất cả đang chờ ở phía trước.
