Dự án không gian mới của Trung Quốc có thể quan sát sự sáp nhập lỗ đen và bùng nổ mặt trời
Viện Hàn lâm KH&CN Trung Quốc (CAS) mới đây đã thông báo, sau thành công của 4 vệ tinh pha 1, trong đó có một vệ tinh phục vụ nghiên cứu thiên văn học tia X, một vệ tinh nghiên cứu rối lượng tử ở khoảng cách trên 1200km, bắt đầu từ năm 2020 sẽ lắp đặt 4 vệ tinh mới thuộc pha 2 của các dự án này. Mục tiêu của giai đoạn này là khảo sát các lĩnh vực vật lý mặt trời và săn tìm các tín hiệu điện từ liên quan với sóng hấp dẫn.
Đài quan sát Tử Kim Sơn. Nguồn: timely-629f1213b7
Mới chỉ bắt đầu 10 năm trước, chương trình khoa học không gian của Trung Quốc đã đạt được kỷ lục về truyền thông lượng tử đường dài “rất ấn tượng nhưng một quốc gia lớn với một cộng đồng khoa học lớn vẫn cần thực hiện rất nhiều nhiệm vụ khoa học không gian khác”, Xin Wu – một nhà vật lý gốc Trung Quốc đang làm việc tại trường đại học Geneva, Thụy Sỹ và đang hợp tác nghiên cứu về vật lý thiên văn với Trung Quốc. “Đây là một yêu cầu đầy dồn nén” với các nhà khoa học Trung Quốc, ông nói.
CAS đã phá vỡ truyền thống này bằng một trong số các nhiệm vụ mới, Thiết bị giám sát vũ trụ đối xứng điện từ năng lượng cao sóng hấp dẫn (GECAM). Với sự đề xuất của Xiong Shaolin – nhà vật lý thiên văn tại Viện nghiên cứu Vật lý năng lượng cao (CAS) tại Bắc Kinh, dự án này được lựa chọn đầu tư rất nhanh chóng để Trung Quốc có thể kịp thời nắm bắt lấy cơ hội khoa học mới ngay sau khi Đài Quan sát sóng hấp dẫn bằng giao thoa kế Laser Mỹ (LIGO) thông báo cuộc dò tìm sóng hấp dẫn lịch sử vào tháng 2/2016. Họ đề xuất đặt hai vệ tinh vào quỹ đạo ở hai phía đối diện Trái đất để cùng quan sát trên toàn bộ bầu trời các tia gamma phát ra từ những sự kiện vốn tạo ra sóng hấp dẫn. Mới được cấp kinh phí cho những nghiên cứu công nghệ vài tháng trước nhưng nhiệm vụ này đã được cấp tập thực hiện để kịp thời hạn 2020. “Khi anh có một cơ hội nghiên cứu dạng này, anh không thể coi nó như một nhiệm vụ thông thường với việc lựa chọn và xét duyệt mất 10 đến 20 năm được”, Xiong cho biết.
Không chỉ dò được các tia gamma và những tín hiệu điện từ khác từ một nguồn sóng hấp dẫn, sự sáp nhập của ngôi sao neutron, thiết bị quan sát này mà còn đem lại những thông tin chi tiết về sự kiện bí ẩn này. Các nhà vật lý thiên văn vẫn còn tranh cãi là liệu các vụ sáp nhập lỗ đen có tạo ra phát xạ điện từ hay không (các nguồn phát khác đều đã được xác nhận là nguồn phát sóng hấp dẫn). Nhóm nghiên cứu GECAM đang đánh cuộc là nó có – và có thể nghiên cứu được nhiều từ các tín hiệu này. “Tôi nghĩ có thể chúng ta sẽ tìm được cái gì đó”, Xiong dự đoán.
Các quan sát của GECAM sẽ được bổ sung thêm thông tin từ Thí nghiệm Einstein (EP) – một nhiệm vụ pha 2 nhằm khảo sát bầu trời cho những tia X năng lượng thấp kết hợp với những hiện tượng dữ dội như các vụ bùng phát tia gamma và các vụ sáp nhập lỗ đen. Việc kết hợp các thí nghiệm GECAM, EP và những quan sát sóng hấp dẫn “sẽ cho phép chúng ta có được những hiểu biết tốt hơn về bùng phát tia gamma”, Ik Siong Heng – nhà vật lý thiên văn ở trường đại học Glasgow, Scotland, cho biết.
Các nhà khoa học vũ trụ Trung quốc cũng hướng mục tiêu đến lĩnh vực khác: vật lý mặt trời. Hiện nay chỉ có Mỹ mới xuất bản được bài báo trong lĩnh vực này hơn họ. “Nhưng các bài báo của Trung quốc sử dụng dữ liệu từ các nhiệm vụ do Nhật Bản và Mỹ và một số quốc gia khác thực hiện”, Gan Weiqun – một nhà vật lý mặt trời tại Đài Quan sát Tử Kim Sơn (CAS) ở Nam Kinh nhận xét. Ông cũng cho biết thêm là các nhà nghiên cứu Trung quốc trong lĩnh vực này đã được thúc đẩy nghiên cứu thông qua nhiệm vụ trong 40 năm qua; cuối cùng họ cũng được đầu tư kinh phí cho Đài quan sát Mặt trời tiên tiến (ASO-S). “Điều này rất quan trọng để chúng tôi có thể đem đến những đóng góp về phần cứng và dữ liệu của chính mình”, Gan nói và giải thích, ASO-S sẽ là đài quan sát vũ trụ đầu tiên có thể giám sát từ trường của mặt trời trong khi quan sát những ánh sáng lóe ra từ mặt trời và các vụ nổ lớn mà người ta vẫn gọi là các vụ phun trào vật chất vùng nhật hoa (coronal mass ejections). Các quan sát đồng thời có thể cung cấp manh mối để các nhà khoa học giải thích được các phun trào này được “khai hỏa” như thế nào.
Nhiệm vụ cuối cùng đã được đưa vào danh sách ưu tiên nhiều năm trước đây: Khám phá sự liên kết tầng điện ly từ quyển gió mặt trời (SMILE), một dự án do CAS thực hiện cùng Cơ quan Vũ trụ châu Âu (European Space Agency) sẽ mở đường cho một kỹ thuật mới về hình ảnh từ quyển trái đất. Những vệ tinh trước đây đã có được các phép đo khi băng qua vùng từ quyển này. Nhưng mới đây các nhà khoa học đã nghiên cứu được các vụ va chạm giữa các hạt của gió mặt trời và các hạt phân tán trôi nổi trong bầu khí quyển trái đất cũng tạo ra các tia X năng lượng thấp và phát sáng trong từ quyển. Bằng việc quan sát các tia X này, SMILE sẽ “bắt” được trạng thái động lực của chúng.
Thông báo vào tuần trước cũng cho thấy chương trình khoa học không gian của Trung Quốc không chỉ có 4 dự án này. Ngân sách 4 tỷ nhân dân tệ (tương đương 605 triệu USD) còn đầu tư cho các dự án tương lai khác, trong đó có Đo phân cực và định thời gian tia X, một dự án quốc tế nhiều tham vọng do các nhà khoa học trung quốc phụ trách, nghiên cứu về các lỗ đen, sao neutron, sao từ.
Khám phá hành tinh và các chương trình du hành vũ trụ sẽ tiếp tục làm nên lịch sử, dự kiến cuối năm nay hoặc đầu năm sau sẽ là kế hoạch lần đầu hạ cánh xuống phần xa của mặt trăng. Có thể nói, tương lai của những nỗ lực về khoa học không gian của Trung Quốc dường như đã được đảm bảo.
Thanh Nhàn dịch
