Tàu vũ trụ đến gần sao Kim

Solar Orbiter không thể ghi nhận hình ảnh từ sao Kim.

Đây là “điểm ghé thăm” đầu tiên trong kế hoạch của con tàu này trước khi mở rộng quỹ đạo trên hành trình tới Mặt trời.

Thành tựu đầu tiên

Solar Orbiter tiếp cận thành công gần nhất tại sao Kim ở khoảng cách 4.700 dặm (7.500 km) từ đỉnh mây của hành tinh này. Tàu thăm dò Solar Orbiter là sự hợp tác giữa NASA và Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA). Con tàu được phóng vào tháng 2 năm ngoái, với sứ mệnh dành 7 năm để nghiên cứu về Mặt trời.

Tuy nhiên, để có thể đến gần Mặt trời như các nhà khoa học muốn, tàu vũ trụ cần phải thực hiện một số vòng lặp. Và, Solar Orbiter bắt đầu từ hành trình bay ngang qua sao Kim.

“Solar Orbiter tất nhiên là một sứ mệnh không được thiết kế đặc biệt để quan sát sao Kim. Chúng tôi luôn tìm kiếm các cơ hội để làm khoa học. Vì vậy, chúng tôi sẽ thực hiện các quan sát khi đến gần sao Kim”, Daniel Muller - nhà khoa học tại Cơ quan Vũ trụ châu Âu, cho biết tại một cuộc họp báo được tổ chức vào ngày 10/12.

Tuy nhiên, mục tiêu chính của Solar Orbiter trong việc nghiên cứu Mặt trời sẽ giới hạn công việc mà con tàu có thể thực hiện khi bay qua sao Kim. Một hạn chế quan trọng đến từ thiết kế chống ánh nắng mặt trời của tàu vũ trụ.

“Chúng ta luôn cần hướng tấm chắn nhiệt của mình về phía Mặt trời. Điều đó không thể thay đổi được. Các kính thiên văn đều đang nhìn qua tấm chắn nhiệt theo hướng Mặt trời”, ông Muller nói.

Vì vậy, sẽ không có hình ảnh sao Kim được ghi nhận từ tàu vũ trụ Solar Orbiter. Nhưng trong khi các nhà khoa học đặc biệt hào hứng với những cái nhìn chi tiết về các cực của Mặt trời mà Solar Orbiter sẽ cung cấp, tàu vũ trụ cũng mang theo một bộ công cụ tập trung vào môi trường hiện tại. Và, đối với những điều này, phương hướng không phải là vấn đề.

Trong chuyến bay này, các nhà khoa học đã thu thập dữ liệu bằng cách sử dụng từ kế, thiết bị sóng vô tuyến và sóng plasma của tàu vũ trụ, cũng như một số cảm biến trên máy dò hạt năng lượng. Với những công cụ đó và khoảng cách của Solar Orbiter với sao Kim, các quan sát sẽ có tác động hạn chế đến khoa học.

“Ở những khoảng cách như vậy, việc xem xét cách sao Kim tương tác với gió Mặt trời đang chạy ngang qua nó sẽ là điều quan trọng mà chúng tôi cần cân nhắc”, Tim Horbury - nhà vật lý tại Đại học Hoàng gia London và là nhà điều tra chính của một trong số công cụ của Solar Orbiter, cho biết.

Tiền đề cho khám phá sâu hơn

Khác với Trái đất, sao Kim không có từ trường. Vì vậy, gió Mặt trời tương tác trực tiếp với hành tinh thay vì với từ trường. Theo nhà vật lý Horbura, đó là một sự tương tác rất khác. Và, bởi hành trình di chuyển này đánh dấu lần đầu tiên Solar Orbiter bay qua sao Kim, nên nhóm nghiên cứu không chắc chắn về những gì nên mong đợi.

Theo ESA, nhóm sứ mệnh đã liên lạc với tàu vũ trụ trong khi bay, nhưng sẽ mất vài ngày trước khi các nhà khoa học có thể tìm hiểu dữ liệu mà các công cụ thu thập được trong quá trình hoạt động.

“Chúng tôi thực sự sẽ tìm kiếm những điều mới và thú vị. Chúng tôi chưa thể nói rằng mọi chuyện sẽ như thế nào”, ông Muller chia sẻ.

Để chuẩn bị cho chuyến bay, các chuyên gia từ trạm mặt đất và đội bay của ESA đã tiến hành một chiến dịch gọi là “Delta-DOR”. Họ sử dụng một kỹ thuật tiên tiến - Delta-Differential-Way Ranging để xác định chính xác vị trí của tàu vũ trụ trong không gian, cũng như quỹ đạo của nó.

Thông qua Delta-DOR, một tập hợp các trạm mặt đất được phân tách rộng rãi trên Trái đất được sử dụng để nhận tín hiệu vô tuyến của tàu vũ trụ. Nhờ đó, giúp đưa ra kết quả đầu tiên về vị trí của Solar Orbiter. Sau đó, kết quả này được so sánh với vị trí của các nguồn vô tuyến chuẩn sao đã biết trước đó.

Những nguồn này được lập bản đồ bởi các nhiệm vụ khác, dẫn đến sự chính xác cao của kế hoạch. Kỹ thuật Delta-DOR cho phép người vận hành xác định vị trí của tàu vũ trụ trong vòng vài trăm mét, thậm chí ở khoảng cách 100 triệu km.

Theo ESA, ngày 17/12, Solar Orbiter cách Trái đất 235 triệu km và cách sao Kim khoảng 10,5 triệu km. Mất khoảng 13 phút để các tín hiệu truyền đến (hoặc đi) tàu vũ trụ.

Đường đi của Solar Orbiter quanh Mặt trời đã được chọn để “cộng hưởng” với sao Kim. Điều này có nghĩa là nó sẽ quay trở lại vùng lân cận của hành tinh sau mỗi vài quỹ đạo. Và một lần nữa, tàu vũ trụ có thể sử dụng lực hấp dẫn của hành tinh để thay đổi hoặc nghiêng quỹ đạo.

Lần “chạm trán” tiếp theo của Solar Orbiter và sao Kim sẽ diễn ra vào tháng 8 năm nay. Quá trình này cũng sẽ diễn ra trong vòng vài ngày kể từ lần trợ lực trọng lực tiếp theo của BepiColombo - nhiệm vụ vũ trụ liên kết giữa Cơ quan Vũ trụ châu Âu và Cơ quan thăm dò vũ trụ Nhật Bản cho hành tinh sao Thủy.

Ban đầu, Solar Orbiter sẽ được giới hạn trong cùng một mặt phẳng với các hành tinh. Tuy nhiên, mỗi lần chạm trán với sao Kim sẽ làm tăng độ nghiêng quỹ đạo của con tàu này. Đến năm 2025, Solar Orbiter sẽ lần đầu tiên đi qua Mặt trời ở độ nghiêng 17 độ. Con số này dự kiến tăng lên 33 độ vào cuối thập kỷ, giúp đưa nhiều vùng cực hơn vào tầm nhìn trực tiếp.

Điều này sẽ dẫn đến việc tàu vũ trụ có thể chụp những hình ảnh đầu tiên về các vùng cực của Mặt trời. Những hoạt động này được coi là vô cùng quan trọng trong việc hiểu cách Mặt trời hoạt động. Nhờ đó, giúp tìm hiểu rõ hơn về mối liên hệ giữa Mặt trời và Trái đất, cũng như cách chúng ta có thể dự đoán tốt hơn các giai đoạn xảy ra bão ngoài vũ trụ.