NASA VẪN LÀ SỐ 1

10 năm sau sự kiện chấn động bắn sao chổi Tempel 1, NASA lại làm sửng sốt thế giới với những bức ảnh Diêm Vương tinh. NASA vẫn cho thấy họ là cơ quan nghiên cứu không gian vũ trụ số một thế giới. 

Đầu tiên hãy nhắc lại sự kiện bắn sao chổi Tempel 1: 12g52 giờ Việt Nam ngày 4-7-2005, quả đại pháo Deep Impact của NASA đã nện trúng đích sao chổi Tempel 1 đúng như tính toán. Sứ mạng trị giá 333 triệu USD của NASA thành công tuyệt vời. NASA miêu tả cú va chạm tương tự một chướng ngại vật nằm giữa đường và bị đụng bởi chiếc xe tải chạy với vận tốc hơn 37.000km/giờ! Hố khoét từ cú va chạm trên bề mặt sao chổi Tempel 1 có kích thước bằng căn nhà hoặc sân vận động và có bề sâu tương đương tòa nhà 2-14 tầng. Toàn bộ hệ thống kính thiên văn NASA, trong đó có Hubble, Chandra và Spitzer, đều được dùng để quan sát và chụp hình cú va chạm. 

Được phóng ngày 12-1-2005 tại mũi Canaveral (Florida), Deep Impact đã vượt hành trình 694.116.813 km để đối mặt Tempel 1 (được phát hiện ngày 3-4-1867 bởi người Pháp Ernst Wilhelm Leberecht Tempel). Tiến trình va chạm có thể tóm tắt như sau. Tàu Deep Impact mang theo hai “đại bác”. Mỗi đại bác (350kg) được thiết kế như con tàu nhỏ, vận hành độc lập bằng hệ thống pin cung cấp năng lượng chỉ trong một ngày. Khi được phóng ra từ tàu mẹ, đại bác bắt đầu đường đi riêng và tự tìm vào quỹ đạo Tempel 1. Một camera trên đại bác sẽ chụp và gửi ảnh nhân sao chổi trong khoảng 60 giây trước vụ va chạm. Trong khi đó, tàu mẹ tiếp tục quan sát và ghi nhận tất cả thông số về vụ va chạm (khối lượng vật chất bắn ra, cấu trúc bên trong hố va chạm…). 

Theo tính toán, cú va chạm làm thoát ra nhiệt lượng khoảng 19 gigajoule (tương đương 4,8 tấn thuốc nổ TNT). Thách thức lớn nhất của sứ mạng là làm sao đưa đại bác trúng đích, trong khi chúng bay với vận tốc cực nhanh 10km/giây và phải phóng trúng một diện tích có đường kính không đến 6 km từ cách xa 864.000 km. Để thực hiện điều này, đại bác được trang bị thiết bị định vị sao (star tracker) chính xác tuyệt đối, gọi là Thiết bị cảm ứng mục tiêu va chạm (Impactor Target Sensor-ITS) và ứng dụng thuật toán tự vận hành (Auto-Navigation algorithms).

Có một chi tiết quan trọng: phi thuyền Deep Impact không bay theo đường lập sẵn. Nó dựa vào ánh sáng sao để định hướng. Trên vũ trụ có vô số sao nhưng hầu hết đều mờ; do đó, NASA nhắm vào các ngôi sao có độ sáng rõ và ổn định. Vài trong số ngôi sao đó là Vega (sáng thứ 5 trên bầu trời), Achernar (sáng thứ 9) và Canopus (sáng thứ hai sau Sirius). Canopus có thể nhìn thấy rõ tại Nam bán cầu cũng như khu vực miền Nam nước Mỹ. Về phần thiết bị trực tiếp thực hiện sứ mạng va chạm sao chổi (“đại bác”), nó thu thập dữ liệu hướng dẫn đường bay bằng cách đo khoảng cách với các sao cũng như xác định nhân sao chổi bằng kỹ thuật đo quang học với độ chính xác ở tỉ lệ 1 µrad. Thiết bị kiểm soát đường bay của nó đạt độ chính xác 1mm/s (1 sigma), nhờ hệ thống động cơ đẩy bằng hydrazine. Mọi hoạt động Deep Impact đều được theo dõi và điều khiển bằng hệ thống liên lạc với dàn ăngten chảo đường kính 34m và 70m đặt tại sa mạc California, Canberra (Úc) và Madrid (Tây Ban Nha). Kênh liên lạc này đảm bảo việc truyền dẫn dữ liệu đạt 200 kilobit/giây, bất chấp thời tiết… 

Không hoành tráng bằng bắn sao chổi nhưng việc đưa phi thuyền New Horizons lên tiếp cận sao Diêm Vương (cách Trái đất 7,5 tỉ km ở điểm xa nhất và 4,28 tỉ km ở điểm gần nhất) cũng phức tạp không kém. Phóng ngày 19-1-2006, New Horizons bay với vận tốc 58.000 km/giờ (nhanh nhất trước nay đối với một phi thuyền rời Trái đất), sử dụng nguồn điện được cung cấp từ lò hạt nhân với khối plutonium Pu-238 nặng 10 kg (có thể sử dụng 87 năm vì năng lượng của nó chỉ giảm 5% mỗi 4 năm). Cần nhấn mạnh, New Horizons không là phi thuyền đầu tiên sử dụng điện hạt nhân. Pioneer 10 và 11 phóng năm 1972 để ghé sao Mộc và sao Thổ; Voyager 1 và 2 phóng năm 1977; Galileo năm 1989 và Ulysses năm 1990 từng sử dụng năng lượng tương tự.

Trên đường du hành, New Horizons có cuộc “tiếp xúc” ngắn với thiên thạch 132524 APL rồi tiến đến sao Mộc ngày 28-2-2007 ở khoảng cách 2,3 triệu km. Việc bay ngang sao Mộc cung cấp một trợ lực hấp dẫn giúp đẩy vận tốc New Horizons thêm 4 km/giây (14.000 km/giờ). NASA cũng tận dụng cơ hội giáp mặt này để thử nghiệm khả năng của New Horizons (truyền về dữ liệu về khí quyển sao Mộc, các mặt trăng và vùng từ trường của nó…). Hầu hết cuộc hành trình sau đó được cài ở chế độ “ngủ đông”. Ngày 6-12-2014, New Horizons được đánh thức. Ngày 15-1-2015, nó bắt đầu chặng đường tiến thẳng đến sao Diêm Vương. Ngày 14-7-2015, nó bay cách bề mặt Diêm Vương 12.600 km. Vài giờ sau, NASA nhận tín hiệu liên lạc từ New Horizons…

…….

Ảnh: New Horizons và hệ thống ăngten truyền dữ liệu (BusinessInsider)