Vào lúc 6:51 EDT vào thứ Tư, ngày 18 tháng 4, một tên lửa SpaceX Falcon 9 đã nổ từ Florida Mũi Cape Canaveral. Nó đang mang NASA TESS: Vệ tinh Khảo sát Exoplanet quá cảnh. Từ những gì chúng ta có thể nói, nhiệm vụ đã không gặp trở ngại nào, với giai đoạn đầu tiên quay trở lại hạ cánh trên sà lan nổi trên Đại Tây Dương và giai đoạn 2 tiếp tục đưa TESS vào quỹ đạo cuối cùng.
Đây là một sự thay đổi của người bảo vệ, vì chúng tôi hiện đang bước vào những ngày cuối cùng cho Kính viễn vọng Không gian NASA Kepler của NASA. Nó đã hết nhiên liệu và bị tê liệt do mất bánh phản ứng. Chỉ vài tháng nữa, NASA sẽ đóng cửa nó mãi mãi.
Điều đó thật đáng buồn, nhưng đừng lo lắng, với TESS trên đường đi, hành trình khoa học ngoại hành tinh vẫn tiếp tục: tìm kiếm những thế giới có kích thước Trái đất trong Dải Ngân hà.
Thật khó để tin rằng chúng ta chỉ biết về các hành tinh quay quanh các ngôi sao khác trong hơn 20 năm nay. Hành tinh ngoài hệ mặt trời đầu tiên được tìm thấy là sao Mộc nóng 51 Pegasi B, được phát hiện vào năm 1995 bởi một nhóm các nhà thiên văn học Thụy Sĩ.
Họ tìm thấy thế giới này bằng phương pháp vận tốc hướng tâm, trong đó trọng lực của hành tinh kéo ngôi sao của nó qua lại, thay đổi bước sóng ánh sáng mà chúng ta thấy rất nhẹ. Kỹ thuật này đã được cải tiến và sử dụng khám phá thêm nhiều hành tinh quay quanh nhiều ngôi sao nữa.
Nhưng một kỹ thuật khác thậm chí còn thành công hơn: kỹ thuật vận chuyển. Đây là nơi ánh sáng từ ngôi sao được đo cẩn thận theo thời gian, theo dõi mọi độ sáng giảm dần khi một hành tinh đi qua phía trước.
Vào thời điểm tôi viết bài viết này vào tháng 4 năm 2018, có 3.708 hành tinh được xác nhận với hàng ngàn ứng cử viên cần xác nhận bổ sung.
Các hành tinh ở khắp mọi nơi, trong tất cả các hình dạng và kích cỡ. Từ những người khổng lồ khí quen thuộc, thế giới đá và người khổng lồ băng mà chúng ta có trong Hệ mặt trời, cho đến những người khổng lồ nóng bỏng khác thường và siêu trái đất. Các nhà thiên văn học thậm chí đã tìm thấy sao chổi trong các hệ mặt trời khác, các hành tinh như Sao Thổ nhưng với các hệ thống vành đai làm lùn hành tinh láng giềng của chúng ta. Việc săn bắn thậm chí là cho exomoons. Moons quay quanh các hành tinh quay quanh các ngôi sao khác.
Kính viễn vọng không gian NASA Kepler của NASA là công cụ săn bắn hành tinh năng suất nhất từng được chế tạo. Trong số 3.708 hành tinh được phát hiện cho đến nay, Kepler đã tạo ra 2.342 thế giới.
Kepler đã được phóng trở lại vào tháng 3 năm 2009 và bắt đầu hoạt động vào ngày 12 tháng 5 năm 2009. Nó đã sử dụng gương chính dài 1,4 mét để quan sát khu vực 12 độ của bầu trời. Chỉ để so sánh, Mặt trăng chiếm khoảng nửa độ. Vì vậy, một khu vực chứa kích thước gấp hàng trăm lần Mặt trăng.
Kepler được đưa vào quỹ đạo theo dõi Trái đất quanh Mặt trời, với thời gian 372,5 ngày. Với một năm dài hơn, kính viễn vọng trôi chậm phía sau Trái đất khoảng 25 triệu km mỗi năm.
Như tôi đã đề cập trước đó, Kepler được thiết kế để sử dụng kỹ thuật vận chuyển, tìm kiếm các hành tinh đi qua phía trước các ngôi sao của họ trong khu vực rất đặc biệt này của bầu trời. Trong khi các cuộc khảo sát ngoại hành tinh trước đây chỉ tìm thấy các hành tinh lớn hơn, Kepler đủ nhạy cảm để nhìn các thế giới với một nửa khối lượng Trái đất quay quanh các ngôi sao khác.
Và mọi thứ đã diễn ra tuyệt vời cho đến ngày 14 tháng 7 năm 2012 khi một trong bốn bánh phản ứng của tàu vũ trụ không thành công. Đây là những con quay hồi chuyển cho phép tàu vũ trụ thay đổi hướng của nó mà không cần nhiên liệu đẩy. Không có vấn đề, Kepler được thiết kế chỉ cần ba. Sau đó, một bánh xe thứ hai đã thất bại vào ngày 11 tháng 5 năm 2013, kết thúc nhiệm vụ chính của nó.
Những gì các kỹ sư của Kepler nghĩ ra là một trong những cuộc giải cứu tàu vũ trụ khéo léo nhất trong lịch sử tàu vũ trụ. Họ nhận ra rằng họ có thể sử dụng áp lực ánh sáng từ Mặt trời để ổn định hoàn hảo kính viễn vọng và giữ cho nó chỉ vào một vùng trên bầu trời.
Điều này cho phép Kepler tiếp tục làm việc, quan sát các phần thậm chí lớn hơn của bầu trời, nhưng quỹ đạo của nó quanh Mặt trời sẽ chỉ cho phép nó quan sát một vùng trong một khoảng thời gian ngắn hơn. Thay vì quét các ngôi sao giống như Mặt trời, Kepler tập trung sự chú ý vào các ngôi sao lùn đỏ, có thể có các thế giới có kích thước Trái đất quay quanh chúng mỗi vài ngày.
Thời đại này được gọi là kỷ nguyên K2 và trong thời gian này, nó đã xuất hiện thêm 307 xác nhận và 480 hành tinh chưa được xác nhận.
Nhưng Kepler sắp hết thời gian rồi. Khoảng một tháng trước, NASA đã thông báo rằng Kepler, gần như hết nhiên liệu. Nhiên liệu này rất quan trọng vì một thao tác quan trọng mà nó cần thực hiện là tự quay trở lại và Trái đất và tải lên tất cả dữ liệu mà nó đã thu thập được. NASA chỉ ra rằng, cách đây chỉ vài tháng, và khi nó xảy ra, họ sẽ hướng dẫn kính viễn vọng chỉ vào Trái đất lần cuối, truyền dữ liệu cuối cùng và sau đó tắt máy mãi mãi.
Và hôm nay TESS đã nổ ra thành công, tìm cách chiếm lấy nơi Kepler rời đi.
Nó mang theo Vệ tinh Khảo sát Exoplanet của NASA, hay TESS, phần tiếp theo của Kepler, đưa việc tìm kiếm các ngoại hành tinh lên cấp độ tiếp theo.
Nhiệm vụ TESS đã xuất hiện dưới một số hình thức kể từ năm 2006 khi ban đầu nó được hình thành như một nhiệm vụ được tài trợ bởi Google, Quỹ Kavli và MIT.
Trong những năm qua, nó đã được đề xuất cho NASA và vào năm 2013, nó đã được chấp nhận là một trong những nhiệm vụ của Explorer Explorer Explorer. Đây là những nhiệm vụ có ngân sách từ 200 triệu USD trở xuống. WISE và WMAP là những ví dụ khác về Nhiệm vụ của Explorer.
Nhưng có một loạt sự khác biệt giữa Kepler và TESS.
Bạn có nhớ khi tôi nói rằng Kepler đang quan sát vùng trời 12 x 12 độ không? TESS sẽ khảo sát toàn bộ bầu trời, diện tích lớn hơn 400 lần so với những gì Kepler quan sát được.
Nó có một bộ gồm 4 kính thiên văn giống hệt nhau với các camera CCD, mỗi camera là 16,8 megapixel. Họ đã dàn trận để cung cấp cho TESS một góc nhìn 24 độ vuông của bầu trời. TESS sẽ chia bầu trời thành 26 lĩnh vực khác nhau và nghiên cứu khu vực này trong ít nhất 27 ngày, chuyển từ ngôi sao sáng sang ngôi sao sáng cứ sau hai phút.
Trong khi Kepler đang lặn sâu vào một vùng cụ thể của bầu trời, TESS sẽ quan sát 500.000 ngôi sao sáng nhất trên bầu trời, sáng hơn 30 đến 100 lần so với các loại sao mà Kepler đang nhìn. Nhiều trong số đó sẽ là những ngôi sao như Mặt trời của chúng ta.
Nó có khả năng khảo sát toàn bộ bầu trời trong suốt hai năm, một khu vực rộng hơn 400 lần so với Kepler quan sát được. Và các nhà thiên văn học đang kỳ vọng rằng sứ mệnh sẽ tạo ra hàng ngàn hành tinh ngoài hệ mặt trời, 500 trong số đó sẽ có kích cỡ Trái đất hoặc siêu Trái đất.
Bằng cách thực hiện khảo sát rộng trên bầu trời với các ngôi sao sáng, TESS sẽ tìm thấy các hành tinh ngoài hệ mặt trời gần. Nếu một ngôi sao sáng có các hành tinh đi qua phía trước nó từ góc nhìn của chúng ta, TESS sẽ tìm thấy nó. Nó sẽ tạo ra danh mục chính xác của các hành tinh gần đó.
Vì các thế giới này sáng hơn nhiều trên bầu trời, nên các đài quan sát trên mặt đất và không gian trên thế giới sẽ dễ dàng hơn trong việc theo dõi các quan sát. Các nhà thiên văn học sẽ có thể đo kích thước, khối lượng, mật độ và thậm chí cả bầu khí quyển của thế giới ngoài hệ mặt trời. Chỉ cần đợi cho đến khi James Webb phát hiện ra nó trên một số thế giới này.
Ngoài công việc chính là tìm kiếm các hành tinh, NASA đã mời các nhà điều tra khách sử dụng tàu vũ trụ cho các nghiên cứu khoa học khác, như tìm kiếm các quasar, theo dõi vòng quay sao và quan sát các biến thể của các ngôi sao lùn. Bất cứ điều gì có sự thay đổi về độ sáng sẽ là mục tiêu tuyệt vời cho TESS.
Một tính năng thú vị của nhiệm vụ TESS sẽ là quỹ đạo của nó, đưa nó đi trên một con đường mà chưa có nhiệm vụ nào khác từng sử dụng. Nó gọi là quỹ đạo của cộng đồng P / 2 mặt trăng cộng hưởng và đưa tàu vũ trụ đi theo quỹ đạo hình elip mất một nửa thời gian Mặt trăng quay quanh Trái đất - 13,7 ngày.
Tại điểm gần nhất với Trái đất, nó sẽ ở độ cao 35.785 km so với bề mặt và mất ba giờ để truyền tất cả dữ liệu của nó tới các trạm mặt đất. Sau đó, nó sẽ bay ra điểm cao nhất, ở độ cao 373.300 km, trong số các mối nguy hiểm của Thắt lưng Van Allen.
Vào thời điểm nhiệm vụ TESS kết thúc, chúng ta sẽ biết rất nhiều về các hành tinh ngoài hệ mặt trời trong khu phố lân cận. Chà, rất nhiều về các hành tinh phù hợp hoàn hảo với các ngôi sao của họ theo quan điểm của chúng tôi. Và đáng buồn thay, đây chỉ là một vài phần trăm của các hệ thống sao ngoài kia.
Chúng tôi sẽ cần các kỹ thuật khác để tìm phần còn lại, mà tôi chắc chắn rằng chúng tôi sẽ trình bày trong các bài viết trong tương lai.
Lưu ý: đây là bản ghi từ video chúng tôi đã đăng. Xem nó ở đây.
