Sau nhiều thập kỷ động não khoa học và nhiều năm xây dựng, tàu thăm dò mặt trời Parker của NASA đang an toàn trên đường bay gần mặt trời hơn bảy lần so với bất kỳ nhiệm vụ nào trước đây.
Bây giờ tàu vũ trụ cuối cùng đã lên khỏi mặt đất, sẽ không lâu nữa các nhà khoa học có thể bắt đầu đào sâu vào dữ liệu của nó - và dữ liệu đó sẽ tiếp tục trong bảy năm.
"Chắc chắn có một cảm giác mùa xuân cuộn," nhà khoa học dự án Nicola Fox, một nhà khoa học năng lượng mặt trời tại Đại học Johns Hopkins, nói với Space.com vào đầu tuần này, trước khi ra mắt. "Chúng tôi đã sẵn sàng để cô ấy rời khỏi hành tinh này." [Nhiệm vụ lớn nhất đối với mặt trời]
Và bây giờ, tàu vũ trụ cuối cùng đã rời khỏi Trái đất. Đây là nơi cuộc hành trình sẽ đưa nó.
Đây là mặt trời
Tàu thăm dò mặt trời Parker trị giá 1,5 tỷ USD cần một tấn tốc độ để thoát khỏi quỹ đạo Trái đất, do đó tổng cộng ba giai đoạn tên lửa đã bắn trong vụ phóng. Điều đó sẽ mang nó đến khu phố của Sao Kim chỉ trong sáu tuần, đến vào cuối tháng Chín.
Vào ngày 28 tháng 9, tàu vũ trụ sẽ cần phải thực hiện một thao tác cẩn thận được thiết kế để nhẹ nhàng làm chậm nó và bắt đầu điệu nhảy được tính toán với mặt trời. Sự cơ động đó, được gọi là hỗ trợ trọng lực, sẽ truyền một chút gia tốc của tàu vũ trụ đến hành tinh và cạnh tàu thăm dò gần mặt trời hơn một chút.
Tàu thăm dò mặt trời Parker sau đó sẽ bắt đầu 24 quỹ đạo đầu tiên quanh mặt trời, với phương pháp tiếp cận gần nhất, hay sự tấn công, vào ngày 1 tháng 11.
Mỗi quỹ đạo sẽ có hình cánh hoa, lướt qua mặt trời một cách chặt chẽ và sau đó bay ra xa hơn vào không gian để đóng quỹ đạo. Phần lớn công việc khoa học của tàu thăm dò sẽ đến khi nó ở trong một phần tư khoảng cách giữa Trái đất và mặt trời - mặc dù nhóm nghiên cứu hy vọng rằng các thiết bị có thể được bật cho càng nhiều nhiệm vụ càng tốt.
Các quỹ đạo ban đầu, trong khi vẫn ở xa mặt trời hơn, sẽ rất đặc biệt vì tàu vũ trụ sẽ dành thời gian gần mặt trời về cơ bản tương đương với quỹ đạo địa không đồng bộ, bay lơ lửng trên cùng một khu vực. "Không có nhiều người đánh giá cao việc giải trí các giai đoạn này sẽ diễn ra như thế nào", Justin Kasper, nhà vật lý tại Đại học Michigan và là nhà điều tra chính cho một trong những công cụ thăm dò, nói với Space.com về những quỹ đạo ban đầu này.
Trong những khoảng thời gian này, mà các nhà khoa học gọi là quét xuyên tâm nhanh, tàu vũ trụ sẽ lao vào với tốc độ gần với tốc độ quay của mặt trời, và sau đó lại xuất hiện. Trong khi tàu vũ trụ theo kịp tốc độ quay của mặt trời, nó sẽ có thể theo dõi cùng một khu vực của mặt trời hành xử trong khoảng thời gian khoảng 10 ngày.
"Chúng tôi thực sự có thể di chuột và nhìn chằm chằm vào nó", Fox nói, mang đến cho nhóm "khả năng dành nhiều ngày để xem xét động lực của một khu vực mặt trời đang thay đổi - hoặc có thể nó không thay đổi."
Điều đó có nghĩa là có rất nhiều khoa học để mong đợi trong nhiều năm trước khi tàu vũ trụ hoàn thành cách tiếp cận gần nhất với mặt trời gần cuối nhiệm vụ. "Chúng tôi có thể mất năm năm để đi đến quỹ đạo gần nhất của chúng tôi, nhưng chúng tôi nên có một số hiểu biết tuyệt vời về mặt trời của chúng tôi chỉ trong mùa đông này," Kasper nói. "Chúng ta sẽ có một số quan sát đáng kinh ngạc vào tháng 11 này với sự tấn công đầu tiên đó." [Có gì bên trong Mặt trời của chúng ta? Chuyến tham quan sao từ trong ra ngoài]
Bảy năm để đi
Như sứ mệnh tiếp tục, tàu vũ trụ sẽ di chuyển gần hơn và gần gũi hơn với ánh nắng mặt trời, cuối cùng đến dưới 4 triệu dặm (6 triệu km) phía trên layer có thể nhìn thấy của mặt trời mà chúng ta nghĩ là bề mặt.
Trên mỗi quỹ đạo, tàu vũ trụ sẽ thực hiện các phép đo giống nhau ở các độ sâu khác nhau trong bầu khí quyển của mặt trời, được gọi là corona. Lớp đó, không nhìn thấy được từ Trái đất ngoại trừ trong nhật thực toàn phần, đạt tới nhiệt độ hàng triệu độ (Fahrenheit hoặc Celsius).
"Tất cả đều giống hệt nhau những quan sát; vẻ đẹp của nhiệm vụ Parker Solar thăm dò là chúng tôi đang nhận được [cùng một dữ liệu từ] những địa điểm khác nhau này", Fox nói. "Chúng tôi thực sự có cơ hội để xem xét các động lực ở tất cả các địa điểm khác nhau trong corona."
Các nhà khoa học đang hy vọng điều đó sẽ giúp họ giải mã được việc corona trở nên nóng như thế nào và mặt trời tạo ra các hiện tượng như gió mặt trời và các ngọn lửa mặt trời, có tác động nghiêm trọng đến du hành vũ trụ, vệ tinh và thậm chí là sự sống ở đây trên Trái đất.
Ngoài việc lấy mẫu các lớp mặt trời khác nhau, tàu thăm dò sẽ bắt gặp ngôi sao của chúng ta hiển thị một phạm vi hoạt động hoàn chỉnh, vì nó trải qua chu kỳ 11 năm từ điều kiện tương đối yên tĩnh đến điều kiện đặc biệt tạm thời và quay trở lại.
"Mặt trời rất khác nhau trong những giai đoạn khác nhau", Fox nói. "Chúng tôi muốn thấy một phổ rộng hoạt động năng lượng mặt trời.
Ép càng nhiều khoa học càng tốt
Nhưng trong khi Parker Solar thăm dò đang thu thập tất cả dữ liệu đó, tàu vũ trụ sẽ không thể liên lạc với Trái đất. Thay vào đó, nó sẽ tập trung vào việc thực hiện càng nhiều quan sát càng tốt. Sau đó, nó sẽ gửi lại những khối thông tin khổng lồ theo từng đợt.
Một vài trong số các bãi dữ liệu đó sẽ xuất hiện khi tàu vũ trụ thực hiện một công việc quan trọng khác: nhảy quanh Sao Kim để gần mặt trời hơn. Tàu thăm dò sẽ lặp lại cuộc diễn tập hỗ trợ trọng lực được lên kế hoạch vào cuối tháng 9 tổng cộng bảy lần trong suốt nhiệm vụ, cho đến khi tàu vũ trụ trượt quá gần mặt trời để có thể đi vòng quanh Sao Kim.
Và nếu mọi việc suôn sẻ, các nhà khoa học có thể nhận được một phần thưởng bên cạnh sự giàu có của dữ liệu mặt trời: các quan sát về sao Kim. Trong lần hỗ trợ trọng lực thứ sáu, tàu vũ trụ sẽ không được căn chỉnh tốt để gửi dữ liệu về nhà, vì vậy nếu nó có đủ sức mạnh, nó có thể để các dụng cụ của mình bật và chuyển chúng cho bạn nhảy.
"Có một sự khan hiếm tuyệt đối của các sứ mệnh sao Kim", Paul Byrne, một nhà địa chất hành tinh tại Đại học bang North Carolina, người nghiên cứu về hành tinh này, nói với Space.com. "Một lần bay trong chính nó sẽ không cách mạng hóa sự hiểu biết của chúng ta về Sao Kim, nhưng nó sẽ vô cùng hữu ích."
Sao Kim sẽ cần cuộc cách mạng của riêng nó - nhưng sự hiểu biết của chúng ta về ngôi sao hình thành mỗi ngày trong cuộc sống của chúng ta sẽ không bao giờ giống nhau sau khi các nhà khoa học bắt đầu phân tích dữ liệu mà Parker Solar thăm dò gửi về nhà.
Cuối đường
Tất nhiên, tất cả những điều tốt đẹp phải kết thúc, và nhiệm vụ của Parker Solar thăm dò sẽ kéo dài đến giữa năm 2025. Nếu tàu vũ trụ vẫn còn nhiên liệu, nó dùng để vặn mình để giữ các dụng cụ tinh vi ẩn sau tấm chắn nhiệt bảo vệ, các nhà khoa học hy vọng rằng về mặt lý thuyết, nhiệm vụ có thể được mở rộng.
Nhưng sớm hay muộn, nhiên liệu đó sẽ cạn kiệt, và tàu vũ trụ sẽ bất lực, lá chắn nhiệt công nghệ cao của nó trở nên vô dụng. Các dụng cụ và bộ xương của đầu dò sẽ dần dần vỡ ra cho đến khi không còn gì ngoại trừ tấm chắn nhiệt, quản lý dự án Parker Solar thăm dò Andrew Driesman, thuộc Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng của Đại học Johns Hopkins, cho biết trong một cuộc họp báo của NASA vào ngày 9 tháng 8.
"Hy vọng một khoảng thời gian dài, dài - 10, 20 năm [bất cứ khi nào tàu vũ trụ hết nhiên liệu và vỡ ra] - sẽ có một đĩa carbon nổi xung quanh mặt trời trên quỹ đạo của nó," Driesman nói. Sau đó, ông nói thêm, mọi người đoán xem nó có thể bao quanh mặt trời của chúng ta như một lời nhắc nhở cô đơn rằng ngôi sao từng thúc đẩy con người phát triển công nghệ tiếp cận và chạm vào nó. "Đĩa carbon đó sẽ tồn tại cho đến khi kết thúc hệ mặt trời," Driesman nói.
