Các vệ tinh cũng có sức quyến rũ không kém
Hành tinh trên không phải là nơi duy nhất để viếng thăm. Các nhà khoa học còn quan tâm đến hệ thống vệ tinh và vành xung quanh Thiên vương tinh.
27 vệ tinh đã biết đã được đặt tên – không mang tên thần thánh và những người anh hùng của thần thoại cổ - mà mang tên những nhân vật trong kịch của Shakespeare và thơ của giáo hoàng Alexander.
Voyager 2 chỉ nhìn thấy một phía của những vệ tinh này, vì chúng đều giống như Thiên vương tinh, quay cực của chúng về phía mặt trời. Một sứ mệnh quỹ đạo sẽ mang lại bức tranh trọn vẹn hơn nhiều của các vệ tinh Thiên vương tinh.
“Sứ mệnh Cassini đã vén màn rất nhiều về các vệ tinh của Thổ tinh, và tôi nghĩ một sự phong phú như vậy đang chờ đợi chúng ta tại Thiên vương tinh”, Arridge nói.
Một trong những vệ tinh hấp dẫn hơn cả là Miranda. Bề mặt của nó đầy hang hố cho thấy sự hoạt động địa chất mạnh. “Nó trông như những mảnh ghép hình dính lại với nhau”, Hofstadter nói. Vệ tinh trên cũng là nơi có vách đá cao nhất trong hệ mặt trời, Verona Rupes, với chiều sâu hơn 5 km.
Các nhà khoa học từng đề xuất rằng hai hành tinh lớn, Titania và Oberon, có thể có những đại dương lỏng bên dưới lớp vỏ của nó. Chỉ những quan sát gần hơn mới có thể đưa ra câu trả lời chắc chắn.
Xen lẫn với các vệ tinh là 13 cái vành hẹp, chúng quá mờ nhạt nên chúng chỉ mới được phát hiện ra một cách tình cờ vào năm 1977. Các vành Thiên vương tinh khác với các vành rộng, sáng của Thổ tinh, nên chúng mang lại một điểm nhìn đối lập trong việc tìm hiểu cơ sở vật lí khái quát của sự hình thành vành hành tinh.
Phi thuyền Voyager 2 đã chụp bức ảnh này của Thiên vương tinh vào năm 1986. Ảnh: NASA
“Mô hình Nice” cho sinh vật học vũ trụ
Mặc dù cơ hội tìm thấy sự sống ở đâu đó xung quanh Thiên vương tinh là không có khả năng, nhưng các nhà sinh vật học vũ trụ vẫn quan tâm đến vai trò của Thiên vương tinh và Hải vương tinh trong sự hình thành những hành tinh đất đá.
Cái gọi là “mô hình Nice” (theo tên một thành phố ở Pháp, nơi lần đầu tiên vấn đề được nêu ra thảo luận) cho biết kì bắn phá nặng nề muộn có lẽ đã xảy ra chừng 4 tỉ năm về trước do sự di cư của Thiên vương tinh và Hải vương tinh ra xa Mặt trời. Một sự dịch chuyển hành tinh như vậy có thể đã làm tán xạ các sao chổi trong hệ mặt trời nhóm ngoài, đưa một số sao chổi vài quỹ đạo va chạm với Trái đất và những hành tinh đất đá khác.
Nếu kì bắn phá nặng nề muộn thật sự phát sinh như vậy, thì nó có thể giải thích phần lớn nước và khí quyển của chúng ta có xuất xứ từ đâu.
“Có phải sự có mặt của những sao chổi băng giá này đã làm cho Trái đất trở nên ở được?”, Hofstadter nghĩ thế.
Một sứ mệnh Thiên vương tinh có kiểm tra mô hình Nice bằng cách mang theo một thiết bị thăm dò, rồi thả nó xuống khí quyển của Thiên vương tinh. Thiết bị thăm dò có thể đo hàm lượng của những chất khí trơ nhất định, chúng có thể cho các nhà khoa học biết Thiên vương tinh đã ra đời cách Mặt trời bao xa.
Nếu dữ liệu này, nói thí dụ, cho biết Thiên vương tinh đã ra đời ở một nơi gần Mặt trời hơn nơi cư trú của nó hiện nay, thì kết quả đó sẽ ủng hộ một sự di cư sớm. Nó cũng giúp giải thích tại sao Thiên vương tinh và Hải vương tinh lại trông lớn hơn so với cái những mô hình hành tinh nhất định dự đoán.
Thời điểm thích hợp
Thời điểm tốt nhất để phóng một sứ mệnh lên Thiên vương tinh sẽ là khoảng đầu thập niên 2020, khi đó hành tinh sẽ thẳng hàng cho một hành trình đường xa như vậy. Phụ thuộc vào công nghệ sức đẩy được chọn, chuyến hành trình sẽ kéo dài chừng 10 đến 15 năm.
Mặc dù phần lớn công nghệ đã có trong tay, nhưng Arridge cho biết còn có những câu hỏi về cách cấp điện cho tàu quỹ đạo khi mà nó ở cách xa Mặt trời gần 3 tỉ km. Các tấm pin mặt trời sẽ cần có kích cỡ đến 400 m2. Năng lượng phóng xạ là giải pháp thay thế, nhưng plutnonium thì khó kiếm.
Một vấn đề lớn hơn nữa là chi phí. Ước tính sơ bộ cho một sứ mệnh Thiên vương tinh là từ 1,5 đến 2,7 tỉ đô la, theo Hofstadter, tác giả đứng đầu một nghiên cứu về sứ mệnh này. Chi phí cao như vậy đã xếp nó vào nhóm Flagship, những sứ mệnh lớn nhất và tốn kém nhất trong dang mục quản lí của NASA.
Tháng 3 năm 2011, Ủy ban Nghiên cứu Quốc gia [Mĩ] đã công bố tầm nhìn của họ đối với lĩnh vực Khoa học Hành tinh trong giai đoạn 2013 – 2022. Chương trình Decadal đã xếp hạng ưu tiên cho các sứ mệnh Flagship và cho hai ưu tiên hàng đầu là một sứ mệnh lấy mẫu Hỏa tinh (MAX-C) và một Tàu quỹ đạo Mộc tinh của châu Âu (JEO). Xếp hạng ưu tiên thứ ba là “Tàu quỹ đạo Thiên vương tinh với một Thiết bị thăm dò”.
Cuối tháng 7 vừa qua, NASA đã phản hồi trước những khuyến nghị của chương trình Decadal. Đã có sự thống nhất đối với sự xếp ưu tiên của những sứ mệnh Flagship, những dưới những thách thức tài chính hiện nay, “không có khả năng NASA có thể triển khai khuyến nghị của chương trình là khởi động sứ mệnh Tàu quỹ đạo Thiên vương tinh với một Thiết bị thăm dò song song với MAX-C và JEO trong thập niên này” – trích thông báo chính thức. NASA sẽ tiếp tục nghiên cứu một sứ mệnh Thiên vương tinh trong tương lai.
Đã có một số thảo luận hợp tác giữa NASA và ESA để chia sẻ tài nguyên của họ. Nếu không phải thập niên này, thì có lẽ là thập niên tiếp theo. Thiên vương tinh sẽ đợi, cho dù các nhà khoa học trên Trái đất có nhấp nhổm mong ngóng hay không.
Nguồn: Astrobio.net
