Buzz
Sự xuất hiện của nước trên mặt trăng Enceladus của Sao Thổ khiến giới khoa học đứng ngồi không yên.
Quanh quỹ đạo Sao Thổ có tới 146 mặt trăng nhỏ, và hầu hết những vệ tinh tự nhiên này không phải là đối tượng nghiên cứu tiềm năng. Thế sự thay đổi bất chợt khi các nhà khoa học phát hiện ra nước trên Enceladus - một mặt trăng nhỏ có đường kính chỉ 499 km.
Tại sao lại là Enceladus?
Sự sống như chúng ta biết bắt nguồn từ nước và không thể tồn tại thiếu nước, vì thế Enceladus ngay lập tức thu hút sự chú ý của giới thiên văn học. Các nhà khoa học tìm thấy bằng chứng rằng dưới lớp băng dày của Enceladus có một đại dương sâu khoảng 10 kilomet.
Enceladus dưới góc nhìn của tàu Cassini - Ảnh: ESA.
Hơn nữa, hoạt động nhiệt dịch trong lòng Enceladus đã làm nứt lớp băng bề mặt và phun ra những cột nước khổng lồ vào không gian. Năm 2005, tàu thăm dò Cassini của NASA xác nhận sự tồn tại của những cột nước ở Nam Enceladus, đồng thời phân tích mẫu nước và cho kết quả đáng chú ý: trong nước có các hợp chất hữu cơ phức tạp như propane và ethane.
“Enceladus chứa ba thành phần được cho là cần thiết để hình thành sự sống”, Giáo sư Michele Dougherty, một nhà thiên văn học tại Đại học Hoàng gia London, cho biết. “Nó bao gồm nước dưới dạng lỏng, vật chất hữu cơ và nguồn nhiệt. Sự kết hợp này khiến nó trở thành một trong những mặt trăng ưa thích của tôi trong Hệ Mặt Trời”.
Cassini chụp những cột nước phun lên từ bề mặt Enceladus - Ảnh: NASA.
Cơ quan Không gian Châu Âu (ESA) hoàn toàn đồng ý với quan điểm của Giáo sư Dougherty. Vì vậy, họ đã tiếp tục lên kế hoạch gửi tàu thăm dò đến Enceladus để nghiên cứu khả năng có sự sống trên mặt trăng này.
ESA kế hoạch tiếp tục thành công của sứ mệnh Cassini–Huygens, một sự hợp tác giữa ba cơ quan không gian là NASA, ESA và ASI (Cơ quan Không gian Ý). Sứ mệnh Cassini–Huygens, hay còn gọi là Cassini, bắt đầu từ năm 1997, đã mang tàu thăm dò và tàu đáp tới Sao Thổ và các mặt trăng tự nhiên của nó. Các tàu đã đến hệ Sao Thổ vào năm 2004.
Tàu đáp Huygens đã hạ cánh xuống mặt trăng Titan vào ngày 14/1/2005. Trong khi đó, tàu Cassini đã tiến hành một sứ mệnh thăm dò kéo dài 4 năm (6/2004-5/2008), sau đó tiếp tục thực hiện hai giai đoạn sứ mệnh nữa (5/2008-9/2010 và 9/2010-9/2017), rồi kết thúc trong khí quyển Sao Thổ vào ngày 15/9/2017.
Bản sao tỷ lệ 1:1 của tàu đáp Huygens có đường kính 1,3 mét - Ảnh: David Monniaux.Cassini-Huygens_is_installed_to_the_payload_adapter.jpg
Tổ hợp tàu Cassini-Huygens trước khi cất cánh - Ảnh: NASA.
Sứ mệnh Cassini đã được lên kế hoạch kỹ lưỡng, và nhờ vào sự chuẩn bị kỹ càng cùng nhiều may mắn, sứ mệnh đã kéo dài nhiều năm để thu thập được nhiều dữ liệu quý giá.
Các tính toán ban đầu
Dự án mới sẽ phải đối mặt với vô số khó khăn. Ngoài việc du hành xa tới khoảng cách 1,2 tỷ km (mất từ 7 đến 9 năm), một tàu thăm dò sẽ phải tiết kiệm nhiên liệu để vào quỹ đạo của Enceladus, sau đó hạ cánh xuống lớp băng dày để tiến hành nghiên cứu.
Thực tế, Enceladus chỉ là một trong 3 đích nghiên cứu cho dự án mới của ESA. Hai điểm đến khả thi khác là Europa, một mặt trăng băng phủ khác của Sao Thổ; và Titan, mặt trăng giàu hydrocarbon quay quanh Sao Mộc. Ba thiên thể này đều chứa một đại dương dưới vỏ, tức là có khả năng hỗ trợ sự sống.
Theo ESA, dự án nghiên cứu khoa học này hứa hẹn sẽ mang lại những phát hiện đột phá, thay đổi cách chúng ta nhìn về vũ trụ. Vì vậy, các chuyên gia đã dành nhiều tháng để chọn ra đối tượng nghiên cứu tiềm năng nhất.
Hình ảnh Enceladus chụp từ tàu Cassini - Ảnh: NASA.
Sau nhiều suy nghĩ, Enceladus đã được chọn làm mục tiêu chính. Dự kiến vào năm 2040, ESA sẽ phóng một tàu thăm dò để tiếp cận cột nước khổng lồ hoặc hạ cánh xuống bề mặt đáng chú ý của Enceladus để tiến hành nghiên cứu. Theo các chuyên gia ESA, họ đang xem xét cả hai phương án này, có thể sẽ thực hiện cả hai đồng thời.
“Nhiệm vụ này sẽ mang lại những thành tựu khoa học lớn và là nền tảng quan trọng cho việc phát hiện các dấu hiệu sinh học trên các mặt trăng băng giá”, tiến sĩ Zita Martins, một nhà sinh vật học vũ trụ tại Instituto Superior Técnico, nhấn mạnh.
NASA cũng có kế hoạch của riêng mình với sứ mệnh Orbilander, dự kiến đưa một tàu đáp xuống bề mặt Enceladus. Tàu sẽ khởi hành vào khoảng 2030 và đến nơi sau 7-9 năm, bay quanh quỹ đạo Enceladus trong khoảng 1,5 năm, đáp xuống bề mặt để nghiên cứu trong 2 năm, rồi sẽ ở lại mãi mãi.
Sứ mệnh khám phá Enceladus của NASA có thể sử dụng tên lửa Starship của Elon Musk - Ảnh: CBC.
Dự kiến, hai sứ mệnh của ESA và NASA sẽ đem lại thành tựu trong thập niên 50 của thế kỷ 21, giúp ta hiểu liệu con người có cô đơn trong vũ trụ rộng lớn hay không.
Hai sứ mệnh, một mục tiêu
Tuy nhiên, như đã nêu, sứ mệnh này không dễ dàng. Theo giáo sư Dougherty, với một hành tinh hay một mặt trăng lớn, có trường lực mạnh để làm chậm tốc độ vật thể, việc đưa tàu bay quanh chúng không quá phức tạp.
Tuy nhiên, Enceladus là một mặt trăng nhỏ có lực hấp dẫn yếu, nên tàu “sẽ cần rất nhiều nhiên liệu để giảm tốc và không bay thẳng vào vũ trụ”. Điều này sẽ là một thử thách lớn đối với sứ mệnh nghiên cứu Enceladus.
Hình ảnh toàn cảnh về các cột nước trên Enceladus - Ảnh: NASA.
Những rào cản này không thể làm mất đi ý chí của các nhà nghiên cứu, đặc biệt là khi câu hỏi về sự cô đơn của nhân loại được đặt ra. Trước đây, trong các sứ mệnh thăm dò, việc phân tích mẫu từ các cột nước phun ra từ Enceladus đã mang lại những tín hiệu tích cực cho giới nghiên cứu.
Sự tồn tại của chất hữu cơ trong nước trên Enceladus đã biến mặt trăng này từ một vị trí “vô danh” trở thành mục tiêu nghiên cứu chính. Bây giờ, với mục tiêu đã sẵn sàng, là lúc quyết định đầu tư hàng tỷ USD và hàng chục năm nghiên cứu để đưa mục tiêu thành hiện thực.
