Phi thuyền Messenger đi vào quỹ đạo Thủy tinh

Ảnh minh họa phi thuyền Messenger đang đi vào quỹ đạo Thủy tinh.

Phi thuyền đầu tiên quay xung quanh sao Thủy đã bắt đầu quay tròn xung quanh hành tinh nhỏ nhất và được biết tới ít nhất của hệ mặt trời vào sáng sớm hôm 18 tháng 3, trong một sứ mệnh mà các nhà khoa học gọi là mang tính “lịch sử”, sau một hành trình kéo dài 6,5 năm vượt chặng đường 7,9 tỉ km.

Lúc 12:45 sáng GMT ngày thứ sáu, 18/3, các bộ đẩy chính trên phi thuyền Messenger của NASA đã bắt đầu phóng hỏa, làm nó chậm xuống mức 0,862 km/s nên nó có thể bị “bắt giữ” bởi Thủy tinh, hành tinh có vận tốc thoát là 4,25 km/s.

Sau 15 phút “đốt nhiên liệu” hoàn tất và phi thuyền tự định vị lại để truyền tín hiệu về Trái đất, các nhà điều hành sứ mệnh tại Phòng thí nghiệm Vật lí Ứng dụng Đại học Johns Hopkins (APL) đã bỏ ra 10 phút lo âu phân tích tín hiệu bức xạ đã lường trước, xác nhận “sự ngừng đốt nhiên liệu” trên danh nghĩa trước khi tuyên bố rằng Messenger đã đi vào quỹ đạo sao Thủy một cách thành công.

Lúc 1:45 sáng GMT, phi thuyền đã quay về hướng Trái đất và bắt đầu truyền dữ liệu.

“Việc thu được quỹ đạo Thủy tinh cho đến nay là cột mốc quan trọng nhất kể từ khi Messenger được phóng lên cách đây sáu năm về trước”, phát biểu của nhà điều hành dự án Messenger Peter Bedini ở APL. “Thành tựu này là liên quan của sự lao động không mệt mỏi của bộ phận đạo hàng, dẫn hướng và điều khiển, và các đội điều hành sứ mệnh, những người đã chăm nom phi thuyền trong suốt hành trình của nó”.

Niềm vui mới bắt đầu từ đây

Lúc 6:47 sáng, Messenger bắt đầu vòng quỹ đạo trọn vẹn đầu tiên của nó xung quanh Thủy tinh, vạch ra một đường đi elip mang nó đến cách bề mặt hang hố và nhiều cấu trúc hình kim của hành tinh trên ở cự li 200 km trước khi lao vụt trở lên 15.193km, độ cao mà nhiệt phản xạ từ bề mặt hành tinh là ít nhất. Các thiết bị trên phi thuyền sắp được kích hoạt vào hôm 23/3, với “pha khoa học” chính của sứ mệnh bắt đầu vào ngày 4 tháng 4. Trong năm tới, phi thuyền sẽ hoàn tất mỗi vòng quay như vậy trong mỗi 12 giờ Trái đất, thực hiện tổng cộng 730 vòng quay trước khi sứ mệnh kết thúc theo lịch trình.

Trong thời gian này, các thiết bị trên phi thuyền nặng nửa tấn, trị giá 446 triệu đô la Mĩ đó sẽ thu thập những lượng dữ liệu chưa có tiền lệ về các đặc điểm bề mặt và thành phần của Thủy tinh, cũng như từ trường và bầu khí quyển mỏng manh của nó. Theo nhà nghiên cứu chính Messenger, Sean Solomon, tại Viện Khoa học Carnegir ở thủ đô Washington, những dữ liệu này sẽ mang lại thông tin mới về một số bí ẩn lớn nhất của Thủy tinh – thí dụ như khả năng là hành trinh trong cùng của hệ mặt trời của chúng ta, nơi nhiệt độ bề mặt có vượt quá 700K, có thể từng có những lượng nhỏ nước đóng băng trên các vùng cực của nó.

Những vị khách không thường xuyên

Messenger là phi thuyền đầu tiên đến thăm sao Thủy kể từ giữa thập niên 1970, khi tàu khảo sát Mariner 10 bay qua đấy ba lần. Sứ mệnh ấy đã mang lại một số khám phá thú vị - như từ trường và khí quyển phía ngoài của Thủy tinh – nhưng nó chỉ lập bản đồ 45% bề mặt của hành tinh và để lại nhiều câu hỏi chưa được trả lời.

Messenger đã bổ sung thêm cho kho tàng kiến thức này trước cuộc hội ngộ của ngày hôm nay, nhờ quỹ đạo phức tạp của nó. Để đạt tới vận tốc và vị trí thích hợp đi vào quỹ đạo Thủy tinh, phi thuyền này đã bay qua hành tinh Thủy ba lần vào năm 2008 và 2009, sử dụng lực hấp dẫn của hành tinh để nắn quỹ đạo của nó. Trong những chuyến bay qua này, camera của Messenger đã ghi lại đa số những thứ mà Mariner bỏ lỡ, trong khi các quang phổ kế thì thu thập dữ liệu về thành phần của sao Thủy và một từ kế thì phân tích hình dạng từ trường của hành tinh.

Bất chấp những thành công sớm này, đối với nhiều nhà khoa học, buổi sáng ngày 18/3 vừa qua mới là lúc đánh dấu sự bắt đầu thật sự của sứ mệnh Messenger. “Ba chuyến bay ngang qua sao Thủy một cách thành công của Messenger đã viết lại sách giáo khoa về vị láng giềng gần gũi nhất của Mặt trời”, phát biểu của Daniel Baker, một nhà nghiên cứu ở sứ mệnh trên. “Nhưng chúng tôi nghĩ rằng còn có nhiều cái nữa để học hỏi – có lẽ chúng tôi chỉ mới sớt qua bề mặt mà thôi”.

Giải mã những bí ẩn của Thủy tinh

Một trong những câu hỏi lớn nhất còn tồn đọng là từ trường của Thủy tinh, đó là một “bí ẩn lớn” kể từ khi phi thuyền Mariner 10 khám phá ra nó, Solomon cho biết. Từ trường nội tại của Thủy tinh là yếu, với cường độ lưỡng cực yếu hơn cường độ lưỡng cực của Trái đất gần như 1000 lần. Tuy nhiên, vì những hành tinh lớn hơn như Hỏa tinh và Kim tinh rốt cuộc chẳng có trường lưỡng cực nội nào hết, cho nên sự tồn tại của một trường cho dù là yếu trên Thủy tinh là thật bất ngờ.

Một câu hỏi có liên quan nữa là tỉ trọng cao ngoại hạng của Thủy tinh, 5,3g/cm³ là tỉ trọng lớn trong bất kì hành tinh nào trong hệ mặt trời. Để có tỉ trọng cao như vậy, phần lõi nặng, giàu kim loại của Thủy tinh phải chiếm 60% khối lượng của nó, so với 30% đối với lõi Trái đất, Hỏa tinh và Kim tinh. Sự có mặt của từ trường cũng cho thấy phần lõi này ít nhất phải một phần tan chảy. Tuy nhiên, cấu trúc và cơ chế động lực học của lõi Thủy tinh được hiểu biết rất nghèo nàn, và hiện đang có những lí thuyết cạnh tranh nhau lí giải vì sao nó lại lớn như vậy so với phần còn lại của hành tinh.

Phi thuyền Messenger mang theo bảy thiết bị khoa học – trong đó có một cao kế đồng thời là camera, từ kế, và bốn quang phổ kế - sẽ bắt đầu trả lời những câu hỏi này vào ngày 4 tháng 4 tới, sau khi phi thuyền đi qua một loạt kiểm tra để xác định xem nó có hoạt động tốt hay không trong môi trường nhiệt khốc liệt của Thủy tinh.

Các nhà khoa học dự án đã quen với sự nhẫn nại chờ đợi. Khi Messenger được phóng lên hồi năm 2004, “cột mốc này dường như là một cái gì đó rất dài, rất xa xăm”, nhà nghiên cứu Bill McClintock ở Phòng thí nghiệm Vật lí Khí quyển và Vũ trụ, trường Đại học Colorado, phát biểu. “Nhưng cuối cùng chúng ta đã có thể sẵn sàng đi giải một số trong nhiều bí ẩn trêu ngươi về Thủy tinh”.

Nguồn: physicsworld.com