Tàu vũ trụ ESA từ Venus Express đã kết thúc giai đoạn vận hành trên quỹ đạo vào tuần trước, và cơ quan này đã tuyên bố sẵn sàng bước vào giai đoạn hoạt động của sứ mệnh khoa học. Chiếc gương được sử dụng để nhắm mục tiêu vào thiết bị đã bị khóa ở vị trí gần sát, có thể khiến thiết bị không thể thu thập dữ liệu.
Vào ngày 20 tháng 4 năm 2006, sau 9 ngày đầu tiên, quỹ đạo kéo dài quanh Sao Kim, ESA Khan Venus Express bắt đầu tiến gần hơn đến hành tinh này, cho đến khi nó đạt được quỹ đạo dài 24 giờ cuối cùng vào ngày 7 tháng Năm. Trong thời gian này và cho đến ngày hôm nay, tàu vũ trụ đã hoạt động không ngừng nghỉ: dữ liệu mới được đưa vào đã cung cấp những cái nhìn đầu tiên về các tính năng hành tinh chưa từng thấy trước đây.
Nếu chụp những hình ảnh rõ nét đầu tiên về cơn lốc hai mắt ở cực nam của sao Kim - được chụp bởi Venus Express trong quỹ đạo đầu tiên của nó - đã là lần đầu tiên trong lịch sử thám hiểm hành tinh và là một bất ngờ rất dễ chịu đối với các nhà khoa học, không ai có thể làm được mong đợi rằng cơn lốc có cấu trúc thậm chí còn phức tạp hơn có thể thấy trước.
Hình ảnh hồng ngoại được chụp bằng máy quang phổ tử ngoại / nhìn thấy / cận hồng ngoại (VIRTIS) trên tàu vũ trụ không chỉ cung cấp cái nhìn rõ ràng đầu tiên về xoáy, mà còn cho cái nhìn sâu sắc hơn về nó khi Venus Express bay qua cực nam ở cuối tháng 5 năm nay.
VIRTIS là một thiết bị có thể hoạt động ở các bước sóng khác nhau. Mỗi bước sóng hồng ngoại cung cấp một cái nhìn về bầu khí quyển sao Kim ở một độ cao khác nhau, giống như một ’mặt cắt ngang. Khi chúng tôi nhìn vào cơn lốc khổng lồ này ở các độ sâu khác nhau, chúng tôi nhận ra hình dạng của nó thay đổi theo độ cao như thế nào, theo ông Pierre Drossart, Điều tra viên chính của VIRTIS, từ Observatoire de Paris, Pháp. Đây giống như là nếu chúng ta đang nhìn vào các cấu trúc khác nhau, chứ không phải là một cấu trúc duy nhất. Và dữ liệu mới mà chúng tôi mới bắt đầu thu thập và phân tích cho thấy sự khác biệt mạnh mẽ hơn nữa.
Lý do tại sao hình thái của dòng xoáy thay đổi rất nhiều dọc theo một đường thẳng đứng ’vẫn không giải thích được. Giuseppe Piccioni, Điều tra viên chính của VIRTIS cho biết, đây là lý do tại sao chúng tôi đang tổ chức một chiến dịch để quan sát cơn lốc cực nam, hoàn toàn dành riêng để giải quyết câu đố bất ngờ này. Trước tiên, chúng tôi muốn hiểu cách thức cấu trúc được tổ chức - thực sự, với VIRTIS, chúng tôi đang xây dựng một chế độ xem 3D thực sự về dòng xoáy. Sau đó, chúng tôi hy vọng có thể hiểu rõ hơn các động lực hình thành nên nó là gì.
Theo dõi mây và gió
Trong khi Venus Express đang bay trên hành tinh, nhiều chi tiết khác từ bầu khí quyển dày cũng đã bắt đầu xuất hiện. Cả Camera giám sát Venus (VMC) và các thiết bị VIRTIS đều bắt đầu theo dõi hệ thống đám mây và theo dõi động lực học phức tạp của nó, trong khi máy quang phổ SpicaV / SOIR bắt đầu lấy thông tin về hóa học và nhiệt độ khí quyển.
Hình ảnh tia cực tím từ camera VMC cho thấy hình thái phức tạp của tầng mây, được đặc trưng bởi các tính năng sọc rất mỏng, độ tương phản thấp, có thể do sự hiện diện của gió mạnh tạo ra các cấu trúc kéo dài. Cũng có thể nhìn thấy tập hợp các mẫu sóng sóng định kỳ trong các đám mây, có thể do sự thay đổi cục bộ của nhiệt độ và áp suất, hoặc do một loại lực thủy triều hoạt động tại Sao Kim, cũng có thể được nhìn thấy.
Một trong những xác nhận quan trọng nhất từ bộ dữ liệu đầu tiên được các nhà khoa học phân tích là phát hiện cái gọi là UV hấp thụ tia cực tím trên đỉnh mây, cũng có thể nhìn thấy như các đặc điểm tối hơn trong hình ảnh khảm VMC. Chúng được gọi như vậy vì chúng hấp thụ gần một nửa năng lượng mặt trời mà hành tinh nhận được. Chất bí ẩn gây ra sự hấp thụ này vẫn đại diện cho một câu đố thực sự cho các nhà khoa học.
Hiểu được nguồn gốc của các dấu hiệu tia cực tím này là gì và điều gì làm cho sức hấp thụ của chúng tăng cao là một trong những mục tiêu chính của Venus Express, , Nước Đức. Bây giờ chúng tôi đã xác nhận rằng chúng tôi thực sự có thể nhìn thấy chúng, vì vậy chúng tôi có thể bắt đầu làm việc để hiểu nguồn của chúng là gì. Do khả năng hấp thụ đáng kinh ngạc của chúng, chúng rất quan trọng để hiểu được sự cân bằng bức xạ và nhiệt tổng thể của hành tinh, và cả động lực học khí quyển.
Theo dõi chuyển động của đám mây và bắt đầu mô tả tốc độ gió là một bài tập mà các nhà khoa học Venus Express đã bắt đầu. Một cảnh đêm ngoạn mục của các tầng khí quyển từ trung bình đến thấp trên các vĩ độ thấp (trong khoảng từ 20 độ đến 90 độ nam) của VIRTIS, cho thấy các đám mây bị gió đẩy mạnh.
Bây giờ chúng ta có thể đánh giá định tính đầu tiên về các trường gió và lưu thông, phù hợp thoải mái với phép đo trước đây từ nhiệm vụ Galileo ở cực bắc, Giuseppe Piccioni tiếp tục. Hiện tại chúng tôi đang thu thập thêm dữ liệu từ các độ sâu khí quyển khác nhau, để có thể cung cấp những con số chính xác đầu tiên, có thể trong tương lai gần.
Chúng tôi cũng đang thu thập thông tin đầu tiên về các thành phần hóa học nhỏ của khí quyển, chẳng hạn như carbon monoxide, đã bổ sung Pierre Drossart. Với VIRTIS, chúng ta có thể thấy bầu khí quyển ở bán cầu nam sâu hơn bất kỳ nhiệm vụ nào trước đây và chúng tôi bắt đầu thu thập dữ liệu về hóa học chưa được biết đến của các tầng khí quyển thấp hơn, để xây dựng một bức tranh toàn cầu. Nghiên cứu sự biến đổi của các hợp chất hóa học nhỏ trên các vĩ độ và độ sâu khác nhau cũng là một tác nhân rất hữu ích cho chuyển động toàn cầu trong khí quyển.
Bất ngờ với bầu không khí ’đỉnh
Khi nhìn vào các tầng khí quyển cao hơn với Venus Express, các nhà khoa học đã một lần nữa ngạc nhiên. Trên thực tế, người ta biết rằng tầng mây của sao Kim dày khoảng 20 km và nó kéo dài tới khoảng 65 km so với hành tinh. Các phép đo 'huyền bí sao' đầu tiên từng được thực hiện tại Sao Kim nhờ máy quang phổ SpicaV, tiết lộ rằng về phía ban đêm, tầng mây thực sự kéo dài tới 90 km dưới dạng một đám mây mờ hoàn toàn, và sau đó tiếp tục trong suốt hơn khói mù lên tới 105 km.
Sự huyền bí của sao là một kỹ thuật cho phép xác định thành phần của bầu khí quyển hành tinh bằng cách nhìn vào ‘hoàng hôn của một ngôi sao nhọn xuyên qua chính bầu khí quyển. Jean-Loup Bertaux, Điều tra viên chính của SpicaV / SOIR, từ Dịch vụ của SpicaV / SOIR của CNRS, Pháp cho biết, bầu trời trên Trái đất trở nên hoàn toàn rõ ràng ở độ cao trên 20 km.
Chúng tôi thực sự ngạc nhiên khi thấy khói mù ở sao Kim cao hơn bất ngờ. Trên thực tế, trên Trái đất cũng như trên Sao Kim, ở khoảng 20 km đôi khi có thể nhìn thấy những giọt axit sulfuric. Trên trái đất, chúng đến từ các vụ phun trào núi lửa. Nó khiến chúng ta tự hỏi nếu trên sao Kim, nơi khác với Trái đất, các giọt nước hình thành những đám mây rất dày, nguồn gốc của chúng cũng là núi lửa.
Hiện tượng khói mù có thể là do nước ngưng tụ trong các tinh thể băng ở phía đêm, nhưng còn quá sớm để loại trừ những lời giải thích khác. Bây giờ chúng ta cần thu thập và nghiên cứu thêm dữ liệu để hiểu hiện tượng này trong bầu khí quyển cao - một khu vực mà trước SpicaV vẫn chưa được khám phá, ông đã kết luận.
Bertaux cũng bày tỏ sự hài lòng khi phát hiện khí quyển ’nước nặng - một phân tử tương tự như nước nhưng có khối lượng cao hơn - nhờ vào máy quang phổ SOIR. Việc phát hiện ra nước nặng trong bầu khí quyển của một hành tinh, và tỷ lệ phần trăm của nó so với nước bình thường, là rất quan trọng để hiểu được lượng nước đã có trên hành tinh trong quá khứ và bao nhiêu trong số đó đã thoát ra, ông nói thêm.
Số lượng hơi nước hiện nay trong bầu khí quyển của sao Kim sẽ đủ để bao phủ hành tinh này bằng một lớp chất lỏng sâu 3 cm. Nếu chúng ta phát hiện ra rằng nước nặng - một dấu vết của nước ban đầu - hiện diện ồ ạt ở các tầng khí quyển trên cùng, nơi nó có thể dễ dàng thoát ra hơn, thì lượng nước trong quá khứ có thể tương ứng với một lớp lên tới vài trăm sâu mét, hồi giáo Bertaux kết luận.
Nghiên cứu quá trình thoát khí quyển tại Sao Kim thực sự là một trong những mục tiêu chính của một công cụ Venus Express khác - ASPERA (Nhà phân tích Plasma không gian và Nguyên tử năng lượng). Công cụ này đã phát hiện ra sự thoát khí khổng lồ của oxy và theo dõi quỹ đạo của các ion hành tinh khác như helium tích điện đơn.
Phát hiện sớm này xác nhận sự tương tác mạnh mẽ giữa môi trường mặt trời và bầu khí quyển của Sao Kim - một hành tinh không có từ trường hành tinh để bảo vệ nó khỏi gió mặt trời tới, ông Stanislav Barabash, Điều tra viên chính của ASPERA, từ Viện Vật lý Vũ trụ Thụy Điển ở Kiruna, Thụy Điển. Nghiên cứu về sự tương tác này sẽ cung cấp manh mối quan trọng về tập hợp các cơ chế phức tạp theo đó các khí trong khí quyển bị mất trong không gian và ảnh hưởng của điều này đối với khí hậu Sao Kim qua quy mô thời gian địa chất, ông kết luận.
Tình trạng của tàu vũ trụ
Vào ngày 4 tháng 7 năm 2006, Venus Express đã vượt qua một kỳ thi quan trọng. Một hội đồng ESA đã tuyên bố kết luận về giai đoạn vận hành trên quỹ đạo của tàu vũ trụ và tuyên bố rằng tàu vũ trụ đã đáp ứng các điều kiện cần thiết để chính thức bước vào giai đoạn hoạt động của sứ mệnh khoa học.
Giai đoạn vận hành Sao Kim, bắt đầu vào ngày 7 tháng 5 khi Venus Express đạt quỹ đạo 24 giờ cuối cùng trên khắp hành tinh và kết thúc vào ngày 4 tháng 6 năm nay, là một loạt các hoạt động nhằm xác nhận hiệu suất của tàu vũ trụ và các hệ thống của nó trong Sao Kim môi trường, của các công cụ khoa học, và của tất cả các hệ thống và hoạt động trên mặt đất.
Tàu vũ trụ và các công cụ đang cho thấy một hiệu suất tổng thể tốt. Tuy nhiên, một trong những thiết bị trên máy bay - Máy quang phổ Fourier hành tinh (PFS) - cho thấy có sự cố, chưa thể khắc phục được trong một loạt các nỗ lực được thực hiện cho đến nay trong không gian. Máy quét PFS - chiếc gương mà dụng cụ cần để chỉ - hiện đang bị chặn ở vị trí gần, ngăn không cho máy quang phổ của thiết bị nhìn thấy mục tiêu của nó.
Hội đồng đánh giá vận hành đã chứng thực một loạt các hoạt động và các thử nghiệm trên quỹ đạo sẽ được tiến hành trong những tháng tiếp theo, cũng như một loạt các cuộc điều tra độc lập để kiểm tra nguồn gốc của vấn đề. Trong khi đó, các công cụ khác sẽ bao gồm một số mục tiêu của PFS.
PFS được thiết kế để đo thành phần hóa học và nhiệt độ của bầu khí quyển của sao Kim. Nó cũng có thể đo nhiệt độ bề mặt, và vì vậy tìm kiếm các dấu hiệu hoạt động của núi lửa.
Nguồn gốc: ESA News Release
