Bức ảnh màu đầu tiên được chụp từ bề mặt sao Hỏa, được tàu đổ bộ Viking 1 của NASA chụp vào ngày 21 tháng 7 năm 1976, cho thấy một bầu trời màu hồng.
(Ảnh: © NASA / JPL)
Bạn có thể biết rằng loài người lần đầu tiên đặt chân lên mặt trăng 49 năm trước ngày hôm nay. Nhưng ngày 20 tháng 7 lại xuất hiện rộng lớn trong lịch sử vũ trụ vì một lý do khác: đó là ngày, năm 1976, khi tàu đổ bộ Viking 1 Mars của NASA thực hiện cuộc chạm trán đầu tiên của Mỹ trên Hành tinh Đỏ.
Viking 1 chỉ là một phần của chương trình Viking lớn hơn, đã phóng hai quỹ đạo và hai tàu đổ bộ tới Hành tinh Đỏ vào năm 1975 để săn tìm dấu hiệu sự sống và hiểu rõ hơn về lịch sử địa chất của Sao Hỏa.
Mặc dù công nghệ khoa học và công nghệ của Viking đã tồn tại hơn bốn thập kỷ, nhưng chương trình Sao Hỏa ban đầu vẫn còn rất phù hợp cho đến ngày nay. Để bắt đầu, các nhà khoa học vẫn đang cố gắng để hiểu kết quả thử nghiệm khó hiểu của tàu đổ bộ có ý nghĩa gì. Và nhà thám hiểm tò mò của NASA gần đây đã tìm thấy các phân tử hữu cơ - khối xây dựng có chứa carbon - trên sao Hỏa. [Lịch sử Viking 1 Sao Hỏa trong ảnh]
Người Viking cũng mang theo máy đo địa chấn và các thiết bị khác để giúp các nhà khoa học tìm hiểu thêm về nội thất sao Hỏa, điều này khiến những tàu đổ bộ này trở thành sứ mệnh InSight của NASA sẽ đáp xuống Sao Hỏa vào tháng 11 này.
Phân tử hữu cơ và tìm kiếm sự sống
Mỗi người đổ bộ Viking đã thực hiện một số thí nghiệm phát hiện sự sống, trả lại kết quả hấp dẫn nhưng mơ hồ. Các robot cũng làm nóng các mẫu đất sao Hỏa trong lò và sử dụng thiết bị đo khối phổ sắc ký khí (GCMS) để tìm kiếm bất kỳ phân tử hữu cơ nào đang sôi.
Cả hai thiết bị GCMS của Viking đều không tìm thấy bất kỳ dấu hiệu nào của chất hữu cơ, điều này (và vẫn còn) khá đáng ngạc nhiên. Các chất hữu cơ là phổ biến trên khắp vũ trụ, bao gồm cả các tiểu hành tinh và sao chổi - có nghĩa là các tác động của thiên thạch sẽ đưa các phân tử lên bề mặt sao Hỏa một cách khá đều đặn.
Dữ liệu Viking vẫn là một chủ đề nghiên cứu và tranh luận cho đến ngày nay. Ví dụ, sau khi phân tích lại, các nhà nghiên cứu gần đây đã xác định rằng những người đổ bộ đã phát hiện ra chlorobenzene, một hợp chất hữu cơ thường được sử dụng trong thuốc diệt cỏ và cao su. Clorobenzene không phải là dấu hiệu của sự sống, nhưng nó có thể là sản phẩm phụ của cách thức lò nướng của người Viking xử lý các phân tử hữu cơ trên bề mặt khi phân tích mẫu.
Nghiên cứu mới cho thấy rằng chlorobenzene mà tàu đổ bộ tìm thấy được tạo ra bởi phản ứng giữa perchlorate, một loại muối phổ biến trong đất sao Hỏa, cũng như carbon hữu cơ của hành tinh đỏ bản địa. Nói cách khác, Viking có thể đã tìm thấy các khối xây dựng sự sống trên Sao Hỏa khoảng bốn thập kỷ trước. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu cảnh báo rằng một số thiết bị có các chất gây ô nhiễm hữu cơ tiềm ẩn, vì vậy không rõ liệu chất hữu cơ có thực sự đến từ sao Hỏa hay không.
Tác giả chính của nghiên cứu gần đây, Melissa Guzman, nói rằng, đã cho kết quả thú vị của cô - cũng như phát hiện gần đây về các phân tử hữu cơ của Curiosity - bắt buộc phải sớm đưa các thiết bị phát hiện sự sống đến Hành tinh Đỏ. [Tìm kiếm sự sống trên sao Hỏa (Dòng thời gian ảnh)]
"Chúng tôi chưa gửi các thiết bị phát hiện sự sống tới Sao Hỏa kể từ khi Viking gửi ba thí nghiệm sinh học", Guzman, người có trụ sở tại Đại học Paris-Saclay ở Pháp, nói với Space.com qua email.
"Nhưng Curiosity đã thực hiện một công việc tuyệt vời là mô tả thêm về khả năng cư trú của Sao Hỏa", cô nói thêm. (Rover đã truyền dữ liệu về nhà về môi trường nước cổ đại và các điều kiện bức xạ hiện tại, trong số những thứ khác.)
Guzman đã chỉ ra một nhà thám hiểm châu Âu sắp tới từ chương trình ExoMars sẽ rời khỏi Trái đất vào tháng 7 năm 2020. Người đi lang thang sẽ có một công cụ gọi là MOMA - Máy phân tích phân tử hữu cơ Mars. MOMA được thiết kế để tìm kiếm các phân tử hữu cơ, đặc biệt tập trung vào "sự thuận tay" của cuộc sống, được gọi là đồng đẳng.
"Chúng tôi đang ở một thời điểm rất thú vị cho ngành sinh vật học, bởi vì có động lực để gửi các thiết bị phát hiện sự sống lên cả Sao Hỏa và một số vệ tinh băng giá - như [Saturn's] Enceladus và [Jupiter] Europa - xung quanh những người khổng lồ khí có cho thấy lời hứa về khả năng cư trú cho cuộc sống, "Guzman nói.
NASA đang lên kế hoạch ra mắt một chiếc rover phát hiện sự sống của riêng mình vào năm 2020. Chiếc rover Mars 2020 sẽ tìm kiếm các dấu hiệu của sự sống cổ xưa và các mẫu hứa hẹn trong bộ nhớ cache để trở về Trái đất trong tương lai, trong số các nhiệm vụ khác.
Thăm dò nội thất của sao Hỏa
Hai tàu đổ bộ Viking có máy đo địa chấn trên chúng được thêm vào phút cuối (nói một cách tương đối) trong thiết kế nhiệm vụ, theo nhà điều tra chính của InSight Bruce Banerdt, thuộc Phòng thí nghiệm Động cơ phản lực của NASA (JPL) ở Pasadena, California.
Banerdt nói với Space.com: "Họ có một chút khả năng tải trọng phụ còn lại," Banerdt nói với Space.com.
"Nhưng đó là con ghẻ đáng thương của tải trọng, có thể nói," ông nói thêm. "Nó có những mảnh vụn cuối cùng của phân bổ năng lượng và phân bổ dữ liệu."
Máy đo địa chấn cũng được bắt vít lên đỉnh tàu vũ trụ, điều mà một số kỹ sư cho rằng có thể vẫn ổn khi tìm kiếm "đầm lầy". Thật không may, tiếng ồn gió đã làm rung chuyển máy đo địa chấn của Viking 2 và một sự cố về cáp đã vô hiệu hóa máy đo địa chấn trên Viking 1.
"Đó là một sự thất vọng thực sự cho tất cả mọi người," Banerdt nói. "Tôi là một thực tập sinh mùa hè tại JPL đang thực hiện cuộc đổ bộ của người Viking; đó là công cụ yêu thích của tôi, nhưng tôi không tham gia vào nó."
May mắn thay, tàu đổ bộ InSight - tên viết tắt của "Thăm dò nội thất bằng cách sử dụng điều tra địa chấn, trắc địa và vận chuyển nhiệt" - sẽ mang theo máy đo địa chấn của chính nó sẽ được đặt trực tiếp trên bề mặt Hành tinh Đỏ. Công cụ này sẽ phát hiện các cuộc tấn công thiên thạch và đầm lầy, và dữ liệu của nó sẽ cho phép các nhà khoa học suy ra một số tính chất chính của nội địa của Hành tinh Đỏ, các thành viên nhóm truyền giáo cho biết. [Mars InSight: Sứ mệnh thăm dò lõi hành tinh đỏ của NASA (Phòng trưng bày)]
Một thí nghiệm ít nổi tiếng hơn về Viking là một cuộc điều tra khoa học vô tuyến theo dõi "sự chao đảo" của cực bắc sao Hỏa, chỉ ra các hướng khác nhau trong chu kỳ 165.000 năm. Một cuộc điều tra tiếp theo đã được thực hiện bởi tàu đổ bộ Pathfinder của NASA vào năm 1997 và InSight sẽ thực hiện công việc tương tự sau khi nó đáp xuống Sao Hỏa, Banerdt nói. Thí nghiệm khoa học vô tuyến của InSight sẽ nhạy cảm đến mức nó thậm chí có thể theo dõi một sự chao đảo riêng biệt của cực bắc trong một năm sao Hỏa.
Banerdt giải thích: "Có một chút chao đảo xảy ra trên quy mô của nhiều tháng và điều đó chủ yếu là do sự trượt xung quanh chất lỏng trong nội thất sao Hỏa". "Khi nó trượt xung quanh, nó tương tác với lớp phủ đá bên trên nó và khiến hành tinh đá chao đảo một chút."
Sự chao đảo này cũng có mặt trên Trái đất, nơi nó được gọi là sự chao đảo của Chandler. Phân tích sự chao đảo có thể cho phép các nhà nghiên cứu đánh giá mật độ bên trong của hành tinh đá và kích thước lõi của nó, Banerdt nói.
Biết kích thước và thành phần của lõi cũng liên quan đến khả năng cư trú của một hành tinh, bởi vì chính trong hành tinh tạo ra từ trường của nó. Từ trường toàn cầu bảo vệ bầu khí quyển của một hành tinh bằng cách làm chệch hướng các hạt năng lượng mặt trời tích điện; Khi sao Hỏa mất trường khoảng 4 tỷ năm trước, những hạt như vậy bắt đầu tước đi không khí dày đặc của hành tinh, cuối cùng khiến thế giới chuyển từ tương đối ấm và ẩm ướt sang lạnh và khô.
"Nhìn vào lịch sử của chính lõi có liên quan đến lịch sử có thể có của môi trường sống", Banerdt nói.
Các chuyển động của các quỹ đạo Viking (cũng như nhiều tàu vũ trụ khác trên sao Hỏa) cũng đưa ra một số thông tin về nội thất, Banerdt nói. Việc nhảy và nhảy tinh tế trên quỹ đạo của tàu thăm dò cho phép các nhà khoa học vạch ra các biến thể trọng lực trên Sao Hỏa, từ đó, tiết lộ loại đá nào - ví dụ, đá núi lửa dày đặc hoặc đá trầm tích nhẹ hơn - ở các khu vực khác nhau. Dữ liệu này cũng giúp các nhà nghiên cứu lập bản đồ thay đổi độ dày của lớp vỏ sao Hỏa từ nơi này sang nơi khác.
"Đó là một loại kính viễn vọng mờ vào bên trong", Banerdt nói. "Chúng tôi đã sử dụng nó để suy luận những điều về sự tiến hóa của lớp vỏ."
Tàu đổ bộ InSight, được hạ thủy vào đầu tháng 5, đã có một hành trình "hoàn hảo" cho đến nay, ông nói thêm, và hầu hết các trọng tải đã được kiểm tra trong chuyến bay. Nhóm nghiên cứu cũng chụp một số hình ảnh bên trong aeroshell bao quanh tàu vũ trụ, và thật ngạc nhiên, họ có thể thấy một chút chăn nhiệt ở bên trong tàu vũ trụ. Những bức ảnh sẽ được phát hành sớm, Banerdt nói.
