Tàu thăm dò mặt trời Parker của NASA sẽ đến gần mặt trời hơn chúng ta từng đi trước đây.
(Ảnh: © Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng của Đại học Johns Hopkins)
Chúng ta nhìn thấy nó mỗi ngày, nhưng mặt trời của chúng ta vẫn đặt ra vô số bí ẩn.
Vào thứ bảy (11 tháng 8), điều đó sẽ bắt đầu thay đổi, khi NASA ra mắt Parker Solar thăm dò, nhiệm vụ đầu tiên từng đến gần và cá nhân với ngôi sao của chúng ta. Tại tiếp cận gần nhất của nó, là tàu vũ trụ sẽ bay ít hơn 4 triệu dặm (6 triệu km) trên bề mặt của mặt trời, trực tiếp thông qua rực nóng bầu không khí của nó.
"Cô ấy là một con tàu vũ trụ nhỏ bé," nhà khoa học dự án Nicola Fox, một nhà khoa học năng lượng mặt trời tại Đại học Johns Hopkins, nói với Space.com. "Cô ấy sẽ đến khu vực chính cuối cùng của hệ mặt trời để được khám phá." [Làm thế nào thăm dò mặt trời Parker của NASA sẽ giữ cho nó mát mẻ ở mặt trời]
Dĩ nhiên, rất nhiều tàu vũ trụ đã nghiên cứu về mặt trời, nhưng không ai có tiềm năng của sứ mệnh mới: cả con đường quỹ đạo và dụng cụ của nó đều không thể thực hiện được cho đến tận bây giờ, bất chấp giấc mơ của 60 năm các nhà khoa học. "Tôi nghĩ rằng Parker Solar thăm dò là một nhiệm vụ hấp dẫn. Tôi nghĩ rằng nó có một cái gì đó cho tất cả mọi người," Fox nói.
Toàn bộ dự án trị giá 1,5 tỷ đô la và nhiệm vụ sẽ tiếp tục cho đến năm 2025. Tàu thăm dò mặt trời Parker có thể trông không giống lắm: Nó cao khoảng 10 feet (3 mét) và dài hơn 3 feet (1 m). Hầu hết các thiết bị của nó ẩn đằng sau một tấm chắn nhiệt khổng lồ rộng gần 8 feet (2,3 m) và dày 4,5 inch (11,43 cm).
Tấm khiên nhiệt đó là thứ đưa sứ mệnh bảy năm ra mặt trời ra khỏi khoa học viễn tưởng và biến nó thành hiện thực. Tấm khiên sẽ giữ các dụng cụ nhạy cảm với nhiệt độ trên tàu vũ trụ ở mức thoải mái 85 độ F (30 độ C).
Những dụng cụ giải quyết bốn câu hỏi khác nhau về mặt trời. Đầu tiên, có một máy ảnh công nghệ cao có tên là Máy ảnh trường rộng cho Parker Solar thăm dò, sẽ chụp những bức ảnh về những gì tàu vũ trụ sắp bay qua. Điều đó sẽ cho phép các nhà khoa học đối chiếu dữ liệu mà các công cụ khác thu thập được với hình ảnh trực quan về các hiện tượng mặt trời như pháo sáng.
Một thiết bị khác, được gọi là FIELDS, đo và ánh xạ điện trường và từ trường trong bầu khí quyển mặt trời, giúp các nhà khoa học hiểu cách các lực đó tương tác với các hạt tích điện cao gọi là plasma tạo ra mặt trời và phóng ra ngoài vũ trụ theo cách mà các nhà khoa học gọi là gió mặt trời.
Và hai bộ dụng cụ nghiên cứu những hạt gió mặt trời đó. Một bộ, được gọi là Solar Wind Electron Alphas and Proton, sẽ múc các hạt để đo các đặc tính như tốc độ và nhiệt độ của chúng. Một tập thứ hai, gọi là tích hợp Khoa học Investigation of the Sun, sẽ tìm ra cách những hạt đã được di chuyển quá nhanh - hơn 1 triệu dặm mỗi giờ (500 km mỗi giây) - ở nơi đầu tiên.
Gió mặt trời đó là một trong những mục tiêu khoa học quan trọng của Parker Solar thăm dò, vì đây là một lực lượng quan trọng định hình toàn bộ hệ mặt trời của chúng ta - và mọi nơi con người có thể sẽ đến thăm trong tương lai gần. (Ranh giới chính thức của khu phố của chúng ta trên thực tế được xác định bằng cách gió mặt trời đi được bao xa.)
Gió mặt trời, cũng như các trục trặc sao khác như vụ nổ plasma khổng lồ mà các nhà khoa học gọi là ngọn lửa mặt trời và sự phóng đại khối của vành, gây ra một loạt các hiện tượng được gọi là thời tiết không gian.
Thời tiết không gian bao gồm các cực quang đẹp, vô hại vẽ bầu trời phía bắc và phía nam, nhưng không phải mọi loại thời tiết không gian đều lành tính như vậy. Thời tiết không gian cũng có thể gây trở ngại cho các vệ tinh liên lạc và điều hướng quay quanh Trái đất - và các sự kiện đặc biệt mạnh mẽ có thể gây hại cho lưới điện trên mặt đất. [Parker Solar thăm dò so với Blowtorch: Ai thắng?]
Các nhà khoa học hy vọng rằng dữ liệu được thu thập bởi Parker Solar thăm dò sẽ giúp họ dự đoán tốt hơn thời tiết không gian, cung cấp đủ cảnh báo về các sự kiện để cho phép các hệ thống quan trọng này được đệm khỏi tác hại. "Bây giờ chúng ta có thể thêm vật lý rắn vào các mô hình," Fox nói. "Gần mặt trời, điều gì đang thúc đẩy gió mặt trời, điều gì khiến nó có ảnh hưởng lớn đến hành tinh này?"
Ngay bây giờ, mặt trời khá yên tĩnh, gần mức hoạt động tối thiểu của chu kỳ 11 năm. Nhưng trong một vài năm, điều đó sẽ thay đổi, với hoạt động của mặt trời tăng tốc trở lại. Và đội ngũ đằng sau Parker Solar thăm dò hy vọng ngôi sao của chúng ta sẽ thể hiện đầy đủ tâm trạng của mình, từ yên tĩnh đến ôn hòa. Các động lực thăm dò càng khác nhau, các nhà khoa học có thể tìm hiểu về cách ngôi sao của chúng ta thực sự hoạt động.
"Chúng tôi rất may mắn rằng đó là một nhiệm vụ bảy năm," Fox nói. "Chúng tôi muốn thấy tất cả những thứ khác nhau mà mặt trời ném vào chúng tôi."
