Hạ cánh xuống Phobos

Không có mẫu thật từ vệ tinh trên, thành phần của nó vẫn tương đối không rõ ràng. Nếu nó là tiểu hành tinh bị bắt giữ, thì vật chất cấu thành nó sẽ kém đậm đặc hơn đá bình thường, dẫn đến tỉ lệ rỗng xốp có khả năng khoảng chừng 15%. Tuy nhiên, nếu vệ tinh trên cấu tạo tương đương như đá sao Hỏa, thì phần rỗng xốp của Phobos phải cao hơn nhiều: lên tới 45%.

Đây là cái khiến các nhà khoa học hành tinh nhức óc. Nếu Phobos hóa ra cấu tạo từ đất đá sao Hỏa, thì kích cỡ phần rỗng có nghĩa là vệ tinh trên không có khả năng hình thành từ những hạt bụi nhỏ xíu tích góp trong quỹ đạo thành sao Hỏa hình thành bên dưới nó, vì như thế này sẽ dẫn đến một vật thể rắn. Thay vì thế, Pätzold và Pascal Rosenblatt thuộc Đài thiên văn Hoàng gia Bỉ ở Brussels nghiêng về một chuỗi sự kiện trong đó một cú va chạm lớn đập lên sao Hỏa đã ném những khối vỡ lớn vào quỹ đạo. Những mảnh vỡ này sau đó tích góp lại với nhau ở những góc lộn xộn, hình thành nên khối đá kết ngày nay chúng ta gọi là Phobos.

Để kiểm tra đề xuất này, Mars Express sẽ đến thăm vệ tinh trên lần nữa vào tháng 3 trong chuyến bay tiếp cận gần nhất của nó từ trước đến nay. Phi thuyền sẽ tiếp cận trong cự li cách bề mặt cằn cỗi ấy 60 km, mang lại cho đội khoa học những gợi ý đầu tiên về trường hấp dẫn của Phobos.

“Trường hấp dẫn có liên quan đến sự phân bố bên trong của khối lượng”, Rosenblatt nói. Cho nên, khi Mars Express bay trên một chỗ rỗng, nó sẽ không bị hút mạnh như khi nó bay trên những vùng đá rắn đặc.

Họ cũng sẽ sử dụng Radar sao Hỏa Tiên tiến trên thiết bị Ghi âm Tầng Điện li và Dưới Bề mặt (MARSIS) để khảo sát bên trong Phobos. Trong những chuyến bay gần trước đây, đội MARSIS đã biết làm thế nào cho phản xạ tín hiệu radar từ vệ tinh trên. Giờ thì họ có kế hoạch sử dụng radar đâm xuyên mặt đất để săm soi phần bên trong. “Chúng tôi hi vọng nhìn thấy cấu trúc dưới bề mặt vào tháng 3 tới, nhưng còn phụ thuộc rất nhiều yếu tố”, phát biểu của Andrea Cicchetti, thuộc Viện Vật lí Khoa học Liên hành tinh Italy ở Rome, một thành viên của đội MARSIS.

Đội nghiên cứu đặc biệt thông thạo việc tóm bắt thành phần của vệ tinh có quang phổ cho biết nó có là một tiểu hành bị bắt giữ hay không. Tuy nhiên, Rosenblatt phương pháp có thể không chính xác. “Phổ bề mặt có thể kết quả của hàng tỉ năm thời tiết vũ trụ”, ông nói. Không có bầu khí quyển bảo vệ chúng, đất đá Hỏa tinh kết tập hình thành nên Phobos có thể bị biến đổi bề mặt bởi các hạt tích điện mà chúng hứng chịu từ mặt trời trong hàng tỉ năm, che đậy mất nhân dạng thật sự của chúng và đánh lừa các quang phổ kế. Làm thế nào giải quyết vấn đề này? Hạ cánh lên Phobos và mang mẫu về cho chúng ta nghiên cứu trên Trái đất này.

Đây chính là cái nước Nga có kế hoạch làm vào cuối năm 2011 với sứ mệnh Phobos-Grunt (theo tiếng Nga có nghĩa là đất Phobos). “Chúng ta không thể hiểu được nguồn gốc của Phobos nếu không biết vệ tinh trên cấu tạo từ cái gì, và Phobos-Grunt sẽ cho chúng ta biết điều đó”, Rosenblatt nói.

Phobos-Grunt có thể còn mang lại cho các nhà khoa học hành tinh thông tin thiết yếu về bản thân sao Hỏa. Trong bốn tỉ năm qua, những cú va chạm thiên thạch với sao Hỏa đã đánh bật những mảnh vỡ vào quỹ đạo. Phobos phải hứng chịu những dòng mảnh vụn này, một vài trong số chúng gồm những khối lớn, như minh họa bởi miệng hố Stickney rộng 9 km của vệ tinh trên.

Đa số những cú va chạm sẽ nhỏ hơn nhiều, lời giải thích hợp lí cho những đường rãnh thẳng hàng trên bề mặt Phobos. Bản đồ lập mới đây của Mars Express cho thấy những đường rãnh đó xuất phát từ điểm apex của Phobos, điểm luôn luôn hướng về phía chuyển động của vệ tinh trên và vì thế là miếng mồi ngon tự nhiên cho những mảnh vụn bay đến.

Thực tế hiện nay là tự nhiên đã và đang thu thập mẫu của Hỏa tinh trong hàng tỉ năm trời và trữ chúng trên Phobos – một trong những nơi dễ dàng nhất trong toàn hệ mặt trời cho chúng ta đến thăm. Mọi thứ chúng ta phải làm là đi đến đó và lấy chúng về. “Phobos là một thư viện Alexandria của sao Hỏa”, Lee nói. “Các mẫu từ Hỏa tinh sơ khai có lẽ được bảo tồn tốt hơn nhiều trên Phobos so với trên bản thân sao Hỏa”. Chúng có thể còn chứa dấu hiệu hóa học của sự sống sao Hỏa, mặc dù Lee nhấn mạnh nhiều vào từ “có thể” trong phát biểu đó.

Và Phobos-Grunt có thể chỉ là sứ mệnh đầu tiên trong một loạt sứ mệnh nhiều tham vọng đến viếng vệ tinh lớn nhất của sao Hỏa. “Sao Hỏa vẫn là đích đến tối hậu cho sự thám hiểm không gian có người lái”, nhà cựu du hành vũ trụ, Leroy Chiao, và là thành viên của Ủy ban Augustine, nói. “Nhưng nếu chúng tôi [ủy ban trên] công khai yêu cầu chi tiền cho việc hạ cánh lên sao Hỏa, thì chúng tôi sẽ bị mất uy tín”.

Để dung hòa, Lee dự tính Phobos là một điểm dừng chân lí tưởng trong khi chờ đợi kĩ thuật và thiết bị được phát triển bởi NASA cho phép chúng ta hạ cánh lên sao Hỏa. Ông đã nghiên cứu tính khả thi của một sứ mệnh Canada mang tính giả thuyết lên Phobos. Vì nghiên cứu thành công nên hiện nay Lee có mặt trong một nghiên cứu tương tự cho NASA.

Một địa điểm ấm cúng

Ông nêu rõ rằng việc đi lên Phobos sẽ cho phép các nhà du hành thực hành những kĩ thuật quan trọng cho việc tiếp cận quỹ đạo sao Hỏa, ví dụ như phanh khí động học, trong đó một phi thuyền giảm tốc độ bằng cách lướt qua bầu khí quyển của hành tinh.

Ngoài ra, vệ tinh trên có thể chứa một nhà kho các bộ phận tên lửa và thiết bị khác, xây dựng dần dần bởi những sứ mệnh thám hiểm rô bôt bay ngang qua. Khi các nhà du hành đến nơi, mọi thiết bị trục trặc hoặc hư hỏng có thể nhanh chóng được thay thế.

Nếu sứ mệnh NASA trên được triển khai suôn sẻ, nó sẽ nhắm đến một cấu trúc gây ngạc nhiên trên Phobos gọi là phiến đá nguyên khối. Phiến đá rắn chắc này bám dốc ngược trên bề mặt và vút lên 90 mét vào trong không gian. “Nó là tòa nhà Empire State của Phobos”, Lee nói đùa.

Phi thuyền trên sẽ hạ cánh xuống gần phiến đá khối, để nó có thể nghiên cứu khối đá trước mặt, sau đó bay đến một chỗ khác của vệ tinh và thu thập thêm một số mẫu nữa. Sau đó, nó sẽ cất cánh và bay sang Deimos, thu gom mẫu từ vệ tinh nhỏ hơn này. Cuối cùng, nó sẽ quay trở về Trái đất. “Đó sẽ là một sứ mệnh hấp dẫn”, Lee nói. “Chúng ta có thể bay trong vòng 5 năm tới nếu có kinh phí tài trợ”.

Hiện nay, lời giải của bài toán nằm trong tay Nhà Trắng, khi họ xem xét Bản báo cáo Augustine. Ngay cả Chiao cũng không biết trước kết cục của sự xem xét thận trọng đó. Giống như mọi người khác, tôi đang chờ đợi ban quản trị đưa ra phán xét cuối cùng, ông nói.

Hạ cánh lên Phobos là một cách tiếp cận với sao Hỏa. Nhưng chắc chắn nó sẽ có chút nguy hiểm. Có khi nào bạn sẽ lên đường tiến đến mục tiêu và sau đó không dám mở cửa bước ra hay không? Không đâu, theo như Lee nói. “Có nhiều người muốn đi lắm, trong đó có tôi”, ông nói.

Tuy nhiên, Chiao nói ông thấy một hành trình duy-Phobos chắc không ổn. “Thật khó cho tôi tưởng tượng người ta đi theo lộ trình đó mà không ghé qua thăm bề mặt của sao Hỏa”, ông nói. “Nhưng nếu đó là một sự chọn lựa một-hoặc-không-gì-hết, thì tôi chọn Phobos ngay!”