任務 của Lucy: Khám phá bí mật về 'viên nang thời gian' của Hệ Mặt Trời

(Tổ Quốc) - Lucy đã thực hiện thành công một cuộc hành trình dài vào ngày 16 tháng 10 năm 2021. Trên đường đi, nó sẽ trải qua 12 năm khám phá một mình trong không gian tối và sâu.

'Lucy' là tên do một nhóm nhà khoa học đặt cho một hóa thạch người cổ đại được khai quật năm 1974, bộ xương của tổ tiên loài người cung cấp manh mối quan trọng cho việc nghiên cứu lịch sử tiến hóa của loài người. 'Lucy' cũng là tên của một tàu thăm dò được phát triển và phóng bởi Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) và đã đi một quãng đường dài để khám phá các tiểu hành tinh Trojan quay quanh Sao Mộc.

任務 của nó là tìm hiểu nguồn gốc của Hệ Mặt Trời và các hành tinh như Trái Đất, đồng thời cung cấp manh mối về lịch sử tiến hóa của Hệ Mặt Trời theo một mô hình lớn hơn, vì vậy nó cũng có vai trò tương tự như bộ xương hóa thạch 'Lucy'.

Lucy đã thực hiện thành công một cuộc hành trình dài vào ngày 16 tháng 10 năm 2021. Trên đường đi, nó sẽ trải qua 12 năm khám phá một mình trong không gian tối và sâu. Theo NASA, sứ mệnh của nó là tìm kiếm 'viên nang thời gian' của Hệ Mặt Trời.

Nhóm tiểu hành tinh Trojan

Các tiểu hành tinh lần đầu tiên được phát hiện trên quỹ đạo của Sao Mộc, nơi chúng nằm ở các điểm Lagrangian của Sao Mộc. Cái gọi là điểm Lagrangian là điểm cân bằng hấp dẫn giữa Mặt Trời và một hành tinh. Mỗi hành tinh có năm điểm Lagrangian, được biểu thị bằng L1 ~ L5. Trong số đó, L1 ~ L3 nằm trên đường nối của hai thiên thể, và L4 và L5 nằm ở mặt trước và mặt sau của quỹ đạo hành tinh.

Từ năm 1904, các nhà thiên văn học đã có thể quan sát được một số tiểu hành tinh Trojan trong quỹ đạo của Sao Mộc, nhưng chúng không được chú ý vào thời điểm đó nên không được ghi lại. Từ đó, ngày càng có nhiều tiểu hành tinh được phát hiện tại các điểm Sun-Mu Lagrangian L4 và L5.

Nhóm tiểu hành tinh Trojan của Sao Mộc phân bố chủ yếu trên các điểm L4 và L5 của Sao Mộc, nằm ở vị trí đối xứng 60 độ phía trước và phía sau quỹ đạo của Sao Mộc. Đến tháng 9 năm 2007, đã xác nhận tồn tại 2.239 tiểu hành tinh Trojan Sao Mộc, trong đó 1.192 ở L4 và 1.047 ở L5.

Các tiểu hành tinh Trojan được đặt theo tên của các vị thần và nữ thần Hy Lạp. Đây chủ yếu là các tiểu hành tinh còn lại từ quá trình hình thành Hệ Mặt trời. Theo NASA, có hai nhóm tiểu hành tinh Trojan quay quanh Mặt trời trên cùng quỹ đạo với Sao Mộc, một nhóm dẫn trước Sao Mộc và một nhóm theo sau - nghĩa là Sao Mộc nằm giữa hai nhóm trên đường đi.

Với quan sát sâu hơn, các nhà thiên văn học nhận thấy rằng hiện tượng nhóm tiểu hành tinh Trojan không chỉ xuất hiện ở Sao Mộc mà còn ở Trái Đất. Bây giờ, Trái Đất đã phát hiện được hai tiểu hành tinh như vậy, một được phát hiện vào năm 2011, gọi là 2010TK7; tiểu hành tinh còn lại được phát hiện gần đây, gọi là 2020XL5, cả hai đều nằm ở vị trí L4 của điểm Lagrangian của Mặt trời-Trái Đất.

Tại sao các tiểu hành tinh Trojan được coi là 'viên nang thời gian' của Hệ Mặt Trời?

Tất cả các hệ hành tinh đều được hình thành xung quanh các ngôi sao, và sự hình thành của các ngôi sao xuất phát từ quá trình co lại của các cụm tinh vân khổng lồ (bụi vũ trụ), kết quả là sự ra đời của một hoặc nhiều ngôi sao trong lõi, và các cặn còn lại được hấp thụ trở thành các hành tinh và các thiên thể nhỏ khác nhau.

Nghiên cứu khoa học cho biết tiểu hành tinh Trojan là những mảnh vụn còn lại từ quá trình hình thành các hành tinh lớn, và có khả năng là cơ sở cho sự hình thành các vệ tinh hành tinh. Vì quỹ đạo của các tiểu hành tinh hoặc vệ tinh này không ổn định, chúng có thể gây ra mối đe dọa cho hành tinh. Một số nhà khoa học tin rằng hành tinh như Sao Hỏa đã va vào Trái Đất cách đây 4,5 tỷ năm có thể đã ẩn ở điểm Lagrangian của quỹ đạo Trái Đất và va vào Trái Đất do sự nhiễu loạn của quỹ đạo.

Hành tinh va vào Trái Đất được các nhà khoa học gọi là 'Theia', đã làm cho trục Trái Đất nghiêng, tạo ra góc 23,44 độ, từ đó tạo ra các mùa khác nhau trên Trái Đất. Các mảnh vụn và vật chất được ném ra không gian sau va chạm đã tụ lại và hình thành Mặt Trăng, làm cho Trái Đất có thủy triều lớn hơn.

Vì vậy, các nhà khoa học tin rằng những tiểu hành tinh Trojan này là sản phẩm của quá trình hình thành Mặt Trời và các hành tinh, hoặc chúng có thể được coi là những 'hóa thạch' sớm nhất của Hệ Mặt Trời, 'viên nang thời gian' của Hệ Mặt Trời. Phân tích sâu và hiểu biết về những 'viên nang thời gian' như vậy sẽ giúp chúng ta hiểu rõ hơn về quá khứ và hiện tại của Hệ Mặt Trời.

Như kết quả, Lucy được ra đời với nhiệm vụ quan trọng là khám phá Hệ Mặt Trời, Trái Đất và nguồn gốc của loài người, cũng như dự đoán tương lai của chúng ta. Dù chỉ là một phần nhỏ trong cuộc khám phá toàn diện về vũ trụ và thiên nhiên, nhưng trong tương lai, bằng cách kết hợp tất cả các phần nhỏ trong hàng ngàn cuộc thám hiểm, chúng ta mới có thể giải quyết được những câu hỏi mà cho đến nay vẫn chưa có lời giải.

Nhiệm vụ cụ thể của Lucy

Tàu thăm dò Lucy là một tàu thăm dò tiểu hành tinh được phát triển bởi NASA. Nhiệm vụ chính của nó là điều tra nhóm tiểu hành tinh Trojan của Sao Mộc. Tổng vốn đầu tư cho nhiệm vụ này lên tới 981 triệu đô la Mỹ, nghe có vẻ nhiều nhưng thực tế lại được coi là một trong những nhiệm vụ 'tiết kiệm' nhất trong lịch sử của NASA.

Lý do cho điều này là nhiệm vụ của Lucy rất nặng nề, không giống như các tàu thăm dò tiểu hành tinh trước đó chỉ cần phát hiện một hoặc hai tiểu hành tinh, nó phải kiểm tra đến 8 tiểu hành tinh liên tục. Do đó, chi phí cho mỗi tiểu hành tinh chỉ khoảng hơn 100 triệu đô la Mỹ, vì vậy nó được coi là một trong những chuyến thám hiểm giữa các vì sao rẻ nhất trong lịch sử.

Chiều cao của tàu thăm dò Lucy là khoảng 5 mét, trọng lượng phóng khoảng 1.550 kg và trọng lượng khô là 821 kg. Lucy được trang bị hai tấm pin Mặt Trời hình tròn khổng lồ, tổng chiều rộng là 14,25 mét và diện tích hiệu dụng là 51 mét vuông khi mở ra. Tấm pin Mặt Trời có thể nhận được 500 watt điện trong điều kiện ánh sáng Mặt Trời mờ nhạt của quỹ đạo Sao Mộc, trong khi Lucy chỉ cần 82 watt điện để đáp ứng mọi nhu cầu thông thường.

Trong 12 năm thực hiện sứ mệnh của mình, Lucy sẽ tăng tốc bằng hiệu ứng súng cao su hấp dẫn của Trái Đất ba lần - tàu sẽ quay lại quỹ đạo Trái Đất ba lần để tận dụng trọng lực và tăng tốc, cuối cùng nó sẽ đạt được tốc độ 560.000 km một giờ để nhập vào quỹ đạo của Sao Mộc và khoan vào nhóm tiểu hành tinh Trojan của Sao Mộc.

Thời gian của mỗi vòng tăng tốc: lần đầu tiên vào tháng 10 năm 2022, lần thứ hai vào tháng 12 năm 2024 và lần thứ ba vào tháng 12 năm 2039. Sau lần bay thứ hai để tăng tốc, Lucy sẽ đi thẳng đến quỹ đạo của Sao Mộc. Vào tháng 4 năm 2025, Lucy sẽ thực hiện sứ mệnh khám phá tiểu hành tinh đầu tiên trên đường bay đến quỹ đạo của Sao Mộc.

Tiểu hành tinh này là Polymele, không phải là một tiểu hành tinh thành Trojan trên quỹ đạo của Sao Mộc, mà là một thành viên của vành đai chính của các tiểu hành tinh nằm giữa quỹ đạo của Sao Hỏa và Sao Mộc.

Lucy đã được phóng lên vũ trụ từ bờ biển của Florida, Mỹ bằng tên lửa Atlas V 401 vào lúc 5h34 ngày 16 tháng 10 giờ miền đông Mỹ (16h34 ngày 16/10 theo giờ Việt Nam).

Tham khảo: AFP; Reuters; NBC; NHK