TiaSang
Thứ 4, Ngày 2 tháng 12 năm 2020
Khoa học và Công nghệ

Philae hạ cánh xuống sao chổi: Lịch sử hệ Mặt trời đang được viết lại

28/11/2014 08:45 -

Ngày 12/11, khoang thăm dò Philae đã tách khỏi tàu mẹ để hạ xuống sao chổi sao chổi 67P/Churyumov-Gerasimenko. Paolo Ferri, người phụ trách dự án Rosetta, tin rằng, những số liệu do Rosetta và Philae gửi về đã viết lại toàn bộ lịch sử hệ Mặt trời.

Tàu vũ trụ Rosetta của Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) được phóng lên ngày 2/3/2004 với sứ mệnh đưa thiết bị khoa học đổ bộ lên sao chổi 67P/Churyumov-Gerasimenko để nghiên cứu tình hình địa chất của nó. Sao chổi là loại thiên thể bằng băng đá được sinh ra cùng thời với hệ Mặt trời cách đây 4,6 tỷ năm, qua nghiên cứu sao chổi sẽ có thể giải đáp một số câu hỏi về nguồn gốc sự sống trên Trái đất – mối quan tâm lớn nhất hiện nay của loài người.

Hơn cả chuyện viễn tưởng


Dự án Rosetta bị nhiều người cho là hoang tưởng. Theo dự tính, Rosetta phải bay mất 10 năm mới đuổi kịp sao chổi 67P ở cách Trái đất 500 triệu km và thả khoang hạ cánh (lander) có tên Philae xuống bề mặt thiên thể này. Thân Philae làm bằng sợi cacbon, có lắp 10 thiết bị khoa học và hơn chục camera, tổng cộng khoang hạ cánh nặng chừng 100 kg. Như vậy Rosetta sẽ phải bay quá lâu và quá xa, chưa ai biết dọc đường sẽ xảy ra những bất trắc gì. Trong thực tế, đã bốn lần Rosetta không đủ lực để bay tiếp, người ta phải điều khiển cho nó bay ngang qua Trái đất ba lần và qua sao Hỏa một lần nhằm sử dụng lực hấp dẫn từ hai hành tinh này để tiếp sức cho nó. Để tiết kiệm nhiên liệu, từ tháng 6/2011, Rosetta được lệnh bắt đầu “ngủ đông”. Tháng 1/2014 nó được “đánh thức”, bắt đầu liên lạc với mặt đất.

Cuối cùng, sau khi bay được 6,4 tỷ km, ngày 6/8/2014 Rosetta gặp sao chổi mục tiêu. Các nhà khoa học ở Trung tâm Điều khiển ESOC của ESA vô cùng hồi hộp chờ đợi giây phút phi thuyền này đi vào quỹ đạo của sao chổi. Paolo Ferri, người phụ trách dự án Rosetta, kể lại: “Lúc đó chúng tôi đang chờ tín hiệu từ Rosetta phát về xác nhận nó đã đi vào quỹ đạo. 45 phút đợi chờ ấy là 45 phút đau khổ dài nhất trong đời tôi.”

Ngày 10/9, Rosetta đi vào quỹ đạo của sao chổi 67P và sau đó cả hai cùng bay vòng quanh Mặt trời trong hơn một năm. Rosetta đã chụp nhiều ảnh sao chổi và gửi về mặt đất.

Mấy tháng sau cùng trước khi Rosetta thả khoang hạ cánh Philae xuống bề mặt sao chổi, Trung tâm Điều khiển ESOC sống trong bầu không khí vô cùng căng thẳng, mọi người nín thở chờ đợi giờ phút lịch sử. Tất cả đồng hồ ở đây đều chạy ngược, giờ Zero được xác định là 08h35 ngày 12/11 (giờ GMT, tức 15h35 giờ Hà Nội).

Ngày 12/11, Ferri và các đồng sự lại một lần nữa sống trong cái cảm giác đau khổ họ đã từng trải qua, nhưng lần này lâu tới bảy giờ. Đó là thời gian từ lúc Philae tách ra khỏi Rosetta cho tới lúc chạm bề mặt sao chổi, hoàn thành một sứ mệnh chưa từng có trong lịch sử nhân loại.

Hôm ấy giới truyền thông toàn cầu cũng như những người trong ngành thám hiểm vũ trụ trên thế giới đều ngóng chờ tin tức từ thị trấn nhỏ Darmstad ở nước Đức, nơi đặt Trung tâm Điều khiển ESOC. Bảy tiếng đồng hồ này quyết định kết quả công sức hơn 20 năm nay của Ferri và các cộng sự. Ferri kể: Đây là giây phút giấc mơ đẹp biến thành hiện thực. Mỗi khi nghĩ đến thời điểm lịch sử ấy, tôi lại rưng rưng nước mắt… Bao năm nay chúng tôi theo đuổi Rosetta, làm việc không kể ngày đêm, gắn bó với nó vô cùng khăng khít.

Khi Rosetta hạ độ cao tới mức thích hợp, Philae phải được tách khỏi tàu mẹ để bắt đầu hạ xuống sao chổi. Công việc này cực kỳ khó khăn, phức tạp.

José Luis Pellon-Bailon, một trong tám chuyên viên điều khiển Philae hạ cánh, cho biết: nhóm của ông đã chuẩn bị sẵn cho ngày này, kể cả thức ăn mang theo, trong đó dĩ nhiên phải có món lạc hạt. Hồi thập niên 1990 khi được tham gia dự án Rosetta, Bailon nghĩ rằng dự án này cứ như chuyện khoa học viễn tưởng, ngay cả bây giờ ông cũng khó tin là nhóm ông có thể đưa được một thiết bị thăm dò đi vào quỹ đạo của sao chổi. Thế mà bây giờ họ đang làm chuyện đó!

Thói quen ăn lạc là của các nhân viên NASA mỗi khi có hoạt động gì đặc biệt khó, nay được ESA kế thừa. Ferri còn mặc đúng bộ quần áo đã mặc hôm phóng tàu Rosetta cách đây 10 năm. Những nghi thức bí hiểm có vẻ giúp họ bớt căng thẳng.

Philae có dạng hộp với thể tích chỉ 2m3, nó phát những tín hiệu chuyển về Trái đất qua tàu mẹ Rosetta. Tín hiệu đó được dàn ăng-ten khổng lồ ở Australia nhận rồi chuyển đến Trung tâm điều khiển ở Đức. Để vượt 500 triệu km, tín hiệu từ Philae đi tới Trái đất mất 28 phút 20 giây, nghĩa là phải sau một giờ ESOC mới biết kết quả của lệnh điều khiển do họ phát đi. Sự chờ đợi lâu như thế làm cho tâm trạng nhóm điều khiển vô cùng căng thẳng và vì vậy họ có thể có những quyết định nhầm lẫn. Dự tính được rủi ro này, trước đó ESA đã cho nhóm điều khiển tập thao tác mô phỏng hạ cánh Philae theo kịch bản trong đó có trường hợp hạ cánh thất bại, để họ trải nghiệm các tâm trạng sợ hãi, buồn rầu, cáu giận và nản chí. Điều đáng sợ nhất là khi đổ bộ mà Philae không thể truyền tin về.

Philae phải được tách khỏi tàu mẹ vào thời điểm cực kỳ chính xác, nếu không nó sẽ có thể bị rơi xuống hố thiên thạch sâu hoắm trên sao chổi rồi mãi mãi nằm chết ở đấy. Sao chổi 67P có hình con vịt, chỗ rộng nhất chỉ khoảng 4 km. Trong năm địa điểm được chọn để Philae hạ cánh, ESA chọn điểm J ở chỗ được gọi là Agilka nằm trên đầu «con vịt», còn điểm C dự phòng thì ở thân con vịt.

Khi cách sao chổi chừng 22,5 km thì Rosetta nhận lệnh cho Philae tách ra rồi từ từ hạ xuống với tốc độ 1 m/s. Bảy giờ sau đấy, ba cái chân của Philae chạm đất. Tín hiệu xác nhận hạ cánh thành công chuyển tới Trái đất vào 16h03 giờ GMT (23h03 giờ Hà Nội). Các nhân viên nhóm điều khiển vô cùng xúc động trước thành tựu tuyệt vời này. Vài giờ sau khi Philae tiếp đất, ESOC nhận được những ảnh chụp đầu tiên từ bề mặt sao chổi.

Niềm vui không kéo dài

Có điều đáng tiếc là niềm vui về chuyến hạ cánh thành công của Philae không kéo dài được lâu. Sáng sớm ngày 15/11/2014, ESA xác nhận lúc 1h36 cùng ngày (giờ Trung Âu, tức 7h36 giờ Hà Nội) thiết bị thăm dò Philae đã mất liên lạc với mặt đất, nguyên nhân do nguồn điện quá yếu. Trước khi “ngủ đông”, Philae đã liên lạc với nhóm điều khiển ở mặt đất gần hai tiếng đồng hồ, và kịp truyền về toàn bộ số liệu thí nghiệm mà nó hoàn thành sau khi đổ bộ lên sao chổi 67P. ESA cho biết, trừ phi tấm pin Mặt trời của Philae nhận được đủ ánh sáng và cung cấp dòng điện đủ mạnh để “đánh thức” Philae, còn không, mặt đất sẽ không thể liên lạc lại với nó. Rất may, trong 120 phút cuối cùng trước khi “đi ngủ”, Philae đã kịp nhận lệnh quay thân nó một góc 35 độ để tấm pin Mặt trời hướng về phía có tia nắng.

Những tấm ảnh Philae truyền về mặt đất cho thấy nó hạ cánh xuống chỗ bóng râm của một vách dốc, mỗi ngày (ngày sao chổi dài 12,4 giờ Trái đất) nó chỉ được Mặt trời chiếu sáng nửa giờ. Điều đó có nghĩa là sau khi ắc-quy chính hết điện thì Philae có thể không được pin Mặt trời cấp đủ điện.

ESA xác nhận, sau khi hạ cánh, Philae đã khởi động toàn bộ các thiết bị khoa học mang theo, kể cả chiếc máy khoan, máy này đã khoan xuống 25 cm để lấy mẫu đất đá. Các nhà khoa học sẽ nghiên cứu những số liệu Philae gửi về để xác định xem nó đã hoàn thành tất cả các thí nghiệm hay chưa.

Cho dù Philae có đi vào giấc ngủ thì việc nó hạ cánh thành công xuống sao chổi vẫn là một trong những thành tựu khoa học kỹ thuật tuyệt vời nhất của loài người.

Jean-Jacques Dordain, Tổng Giám đốc ESA, nói: “Sứ mệnh Rosetta đầy tham vọng của chúng tôi đã chiếm được một chỗ trong các sách lịch sử: chẳng những đây là lần đầu tiên (một tàu vũ trụ) đến gần và bay vòng quanh một sao chổi mà giờ đây cũng lần đầu tiên nó thả một thiết bị hạ cánh xuống bề mặt sao chổi.”

“Với Rosetta, chúng ta đang mở ra cánh cửa quan sát nghiên cứu nguồn gốc của Trái đất... Sau hơn 10 năm du hành trong vũ trụ, giờ đây chúng ta đang thực hiện sự phân tích khoa học tốt nhất chưa từng có về một mảnh vụn lâu đời nhất của hệ Mặt trời,” Alvaro Giménez, Giám đốc Khai thác khoa học và robot của ESA, nói.

Paolo Ferri nhận xét, cho dù xảy ra bất cứ điều gì thì những số liệu do Rosetta gửi về đã viết lại toàn bộ lịch sử hệ Mặt trời.

Riêng tàu vũ trụ Rosetta sẽ tiếp tục bay vòng quanh sao chổi 67P. Rosetta sẽ tới điểm gần Mặt trời nhất vào ngày 13/8/2015, khi đó nó cách Mặt trời 185 triệu km, ở vào khoảng giữa quỹ đạo của Trái đất và sao Hỏa.

Nguyễn Hải Hoành tổng hợp




Tags: