Sau đây là Phần 2 của một trích đoạn trong cuốn sách mới của tôi, Những câu chuyện đáng kinh ngạc từ Không gian: Một cảnh phía sau về các nhiệm vụ thay đổi cách nhìn của chúng ta về vũ trụ. Cuốn sách này là một cái nhìn bên trong về một số nhiệm vụ robot hiện tại của NASA, và đoạn trích này là phần 2 của 3 sẽ được đăng ở đây trên Tạp chí Vũ trụ, của Chương 2, Mars Roving Mars với Curiosity. Bạn có thể đọc Phần 1 tại đây. Cuốn sách có sẵn bằng bản in hoặc sách điện tử (Kindle hoặc Nook) Amazon và Barnes & Noble.
Sống trên sao Hỏa
Cuộc đổ bộ xảy ra lúc 10:30 tối tại California. Nhóm MSL có ít thời gian để ăn mừng, chuyển ngay sang hoạt động nhiệm vụ và lên kế hoạch cho ngày đầu tiên hoạt động. Cuộc họp lập kế hoạch đầu tiên của đội bắt đầu lúc 1 giờ sáng, kết thúc khoảng 8 giờ sáng. Họ đã thức cả đêm, diễn ra trong một ngày gần 40 giờ.
Đây là một khởi đầu khó khăn cho sứ mệnh của các nhà khoa học và kỹ sư, những người cần sống trên ‘Giờ sao Hỏa.
Một ngày vào ngày sao Hỏa dài hơn 40 phút so với ngày Trái đất và trong 90 ngày đầu tiên trên sao Hỏa - được gọi là sols - của nhiệm vụ, toàn bộ đội đã làm việc theo ca suốt ngày đêm để liên tục theo dõi người lái mới hạ cánh. Để hoạt động theo cùng một lịch trình hàng ngày như người điều hành có nghĩa là chu kỳ ngủ / thức thay đổi liên tục trong đó nhóm MSL sẽ thay đổi lịch trình 40 phút mỗi ngày để đồng bộ với lịch trình ngày và đêm trên Sao Hỏa. Nếu các thành viên trong nhóm đi làm vào lúc 9:00 sáng, ngày hôm sau, họ sẽ đến vào lúc 9:40 sáng và ngày hôm sau lúc 10:20 sáng, v.v.
Những người đã sống qua Sao Hỏa nói rằng cơ thể họ liên tục cảm thấy bị phản lực. Một số người đã ngủ ở JPL để không làm gián đoạn lịch trình gia đình của họ, một số người đeo hai chiếc đồng hồ để họ biết giờ đó là mấy giờ trên hai hành tinh.
Khoảng 350 nhà khoa học từ khắp nơi trên thế giới đã tham gia với MSL và nhiều người trong số họ đã ở lại JPL trong 90 giây đầu tiên của nhiệm vụ, sống trên Sao Hỏa.
Nhưng phải mất chưa đến 60 ngày Trái đất, nhóm nghiên cứu mới công bố phát hiện lớn đầu tiên của Curiosity.
Nước nước …
Ashwin Vasavada lớn lên ở California và có những kỷ niệm thời thơ ấu khi đến thăm các công viên quốc gia và quốc gia ở tây nam Hoa Kỳ cùng gia đình, chơi giữa những cồn cát và đi bộ trên núi. Bây giờ anh ấy có thể làm cả hai trên một hành tinh khác, một cách gián tiếp thông qua sự tò mò. Ngày tôi đến thăm Vasavada tại văn phòng của anh ấy tại JPL vào đầu năm 2016, người đi đường đang điều hướng qua một cánh đồng cồn cát khổng lồ dưới chân núi Sharp, với một số cồn cát cao 30 feet (9 mét) trên rover.
Cẩu Nó chỉ hấp dẫn khi thấy những đụn cát ở gần một hành tinh khác, theo ông Vas Vasada. Càng và càng gần núi, địa chất càng tuyệt vời. Có quá nhiều thứ đã xảy ra ở đó và chúng tôi có rất ít hiểu biết về nó.
Vào thời điểm chúng tôi nói chuyện, Curiosity đã tiếp cận bốn năm Trái đất trên Sao Hỏa. Rover hiện đang nghiên cứu những lớp trầm tích lôi cuốn trên Mt. Sắc nét trong chi tiết gần hơn. Nhưng trước tiên, nó cần phải di chuyển qua Dunes Bagnold Dunes, tạo thành một rào chắn dọc theo sườn tây bắc của ngọn núi. Tại đây, Curiosity đang thực hiện những gì mà Vasavada gọi là khoa học ruồi, một thời gian ngắn dừng lại để lấy mẫu và nghiên cứu các hạt cát của cồn cát trong khi di chuyển qua khu vực càng nhanh càng tốt.
Hiện đang làm việc với tư cách là Nhà khoa học dự án hàng đầu cho nhiệm vụ, Vasavada đóng vai trò thậm chí còn lớn hơn trong việc điều phối nhiệm vụ.
Ông nói, một sự cân bằng không ngừng của việc thực hiện mọi thứ một cách nhanh chóng, cẩn thận và hiệu quả, cũng như sử dụng các công cụ một cách đầy đủ nhất, ông nói.
Kể từ khi hạ cánh thành công vào tháng 8 năm 2012, Curiosity đã gửi lại hàng chục ngàn hình ảnh từ Sao Hỏa - từ ảnh toàn cảnh mở rộng đến cận cảnh cực kỳ của đá và hạt cát, tất cả đều giúp kể câu chuyện về Sao Hỏa quá khứ.
Những hình ảnh mà công chúng dường như yêu thích nhất là những bức ảnh tự sướng, những bức ảnh mà người đi đường tự chụp trên sao Hỏa. Ảnh tự sướng không chỉ là một hình ảnh giống như những gì chúng ta chụp bằng điện thoại di động, nhưng một bức tranh ghép được tạo ra từ hàng tá hình ảnh riêng biệt được chụp bằng máy ảnh Mars Hand Lens Imager (MAHLI) ở cuối cánh tay robot rover. Yêu thích khác của người hâm mộ là những hình ảnh Curiosity chụp phong cảnh sao Hỏa tráng lệ, giống như một khách du lịch ghi lại hành trình của nó.
Vasavada có một yêu thích cá nhân độc đáo.
Đối với tôi, hình ảnh có ý nghĩa nhất từ Curiosity thực sự là một hình ảnh tuyệt vời, ông nói, nhưng đó là một trong những khám phá đầu tiên của chúng tôi vì vậy nó có một mối quan hệ tình cảm với nó.
Trong 50 giây đầu tiên, Curiosity đã chụp được những bức ảnh mà các nhà địa chất gọi là các tập đoàn: một tảng đá làm từ đá cuội được gắn với nhau. Nhưng đây không phải là những viên sỏi thông thường - chúng là những viên sỏi bị nước chảy. Serendipitiously, rover đã tìm thấy một dòng suối cổ xưa, nơi nước từng chảy mạnh mẽ. Từ kích thước của viên sỏi, nhóm khoa học có thể giải thích nước đang di chuyển khoảng 3 feet (1 mét) mỗi giây, với độ sâu ở đâu đó trong khoảng từ vài inch đến vài feet.
Khi bạn nhìn thấy bức tranh này, và cho dù bạn là người làm vườn hay nhà địa chất, bạn sẽ biết điều này có nghĩa là gì, anh chàng Vasasvada hào hứng nói. Ở At Depot, đá tròn để làm cảnh được gọi là sỏi sông! Tôi cảm thấy kinh ngạc khi nghĩ rằng người lái xe đang lái xe qua một con suối. Bức ảnh đó thực sự đã mang về nhà, thực sự có nước chảy ở đây từ lâu, có lẽ là mắt cá chân sâu đến hông.
Vasavada nhìn xuống. Anh vẫn nói với tôi những cơn rùng mình, chỉ nghĩ về nó, anh nói, với niềm đam mê khám phá và khám phá rõ ràng.
Từ phát hiện ban đầu đó, Curiosity tiếp tục tìm thấy nhiều bằng chứng liên quan đến nước. Nhóm nghiên cứu đã đánh bạc và thay vì lái thẳng về phía Mt. Sắc bén, đi đường vòng nhẹ về phía đông đến một khu vực được gọi là Vịnh Yellowknife.
Vịnh Yellowknife là thứ mà chúng ta đã thấy với các quỹ đạo, ông Vas Vasada giải thích, và dường như có một người hâm mộ mảnh vỡ được nuôi dưỡng bởi một dòng sông bằng chứng cho dòng nước chảy trong quá khứ.
Ở đây, Curiosity đã hoàn thành những mục tiêu chính của nó: xác định liệu Gale Crater có thể ở được với các dạng sống đơn giản hay không. Câu trả lời là một tiếng vang có. Người đi lang thang đã lấy mẫu hai phiến đá bằng máy khoan, cho những phần có kích cỡ nửa bé bằng aspirin đến SAM, phòng thí nghiệm trên tàu. SAM đã xác định được dấu vết của các nguyên tố như carbon, hydro, nitơ, oxy và nhiều khối xây dựng cơ bản khác của sự sống. Nó cũng tìm thấy các hợp chất lưu huỳnh ở các dạng hóa học khác nhau, một nguồn năng lượng có thể cho vi khuẩn.
Dữ liệu được thu thập bởi Curiosity, các công cụ khác đã xây dựng một bức chân dung mô tả chi tiết cách trang web này từng là một hồ nước bùn với nước nhẹ - không có tính axit -. Thêm vào các thành phần nguyên tố thiết yếu cho cuộc sống, và từ lâu, Yellowknife Bay sẽ là nơi hoàn hảo để các sinh vật sống lang thang. Trong khi phát hiện này không nhất thiết có nghĩa là có quá khứ hoặc hiện tại trên sao Hỏa, nó cho thấy các thành phần thô tồn tại trong cuộc sống để bắt đầu ở đó cùng một lúc, trong một môi trường lành tính.
Tìm kiếm môi trường có thể ở được trong Vịnh Yellowknife thật tuyệt vời vì nó thực sự cho thấy khả năng mà nhiệm vụ của chúng tôi phải đo lường rất nhiều thứ khác nhau, theo ông Vas Vasada. Một bức tranh tuyệt vời xuất hiện cùng nhau với những dòng suối chảy vào môi trường hồ. Đây chính xác là những gì chúng tôi được gửi đến đó để tìm, nhưng chúng tôi đã không nghĩ rằng chúng tôi đã tìm thấy nó ngay từ đầu trong nhiệm vụ.
Tuy nhiên, lòng hồ này có thể đã được tạo ra bởi một sự kiện một lần chỉ sau hàng trăm năm. ‘Jackpotpot sẽ tìm thấy bằng chứng về nước và hơi ấm lâu dài.
Khám phá đó mất nhiều thời gian hơn. Nhưng cá nhân, nó có ý nghĩa hơn đối với Vasavada.
Khí hậu Sao Hỏa là một trong những sở thích ban đầu của Vasavada, trong sự nghiệp của mình và ông đã dành nhiều năm để tạo ra các mô hình, cố gắng tìm hiểu lịch sử cổ xưa của Marsật.
Tôi đã lớn lên với những bức ảnh về Sao Hỏa từ sứ mệnh Viking, anh ấy nói, và nghĩ về nó như một nơi cằn cỗi với đá núi lửa lởm chởm và một đống cát. Sau đó, tôi đã thực hiện tất cả các công trình lý thuyết này về khí hậu Sao Hỏa, rằng sông và đại dương có lẽ đã từng tồn tại trên Sao Hỏa, nhưng chúng tôi không có bằng chứng xác thực.
Đó là lý do tại sao khám phá được thực hiện bởi Curiosity vào cuối năm 2015 rất thú vị đối với Vasavada và nhóm của ông.
Sau đó, chúng tôi đã chỉ nhìn thấy những viên sỏi tròn và tàn dư của đáy hồ bùn ở vịnh Yellowknife, nhưng tất cả dọc theo tuyến đường, chanh Vasavada nói. Sau đó, chúng tôi nhìn thấy những viên sỏi sông, sau đó là những tảng đá nghiêng, nơi dòng sông đổ vào hồ. Sau đó, khi chúng tôi đã đến Mt. Nhạy bén, chúng tôi đã thấy những tảng đá lớn được tạo thành từ phù sa định cư từ các hồ.
Lời giải thích phù hợp nhất với hình thái học của người Hồi giáo trong khu vực này - đó là cấu hình và sự tiến hóa của đá và các dạng đất - là những dòng sông hình thành đồng bằng châu thổ khi chúng đổ vào hồ. Điều này có khả năng xảy ra 3,8 đến 3,3 tỷ năm trước. Và những dòng sông mang theo trầm tích từ từ xây dựng các tầng thấp hơn của Mt. Nhọn.
Bây giờ, chúng tôi đã nhìn thấy hệ thống đầy đủ này, ông Vas Vasada giải thích, về việc cho thấy toàn bộ phần trăm thấp hơn của Núi Sharp có khả năng được đặt xuống bởi các trầm tích sông và hồ này. Điều đó có nghĩa là sự kiện này đã không mất hàng trăm hoặc hàng ngàn năm; nó đòi hỏi hàng triệu năm để các hồ và sông có mặt để từ từ xây dựng, từng milimet bằng milimét, đáy núi.
Vì thế, sao Hỏa cũng cần một bầu không khí dày hơn so với hiện tại và một thành phần khí nhà kính mà Vasavada cho biết họ đã tìm ra khá nhiều.
Nhưng sau đó, bằng cách nào đó thay đổi khí hậu mạnh mẽ đã khiến nước biến mất và gió trong miệng núi lửa đã khắc ngọn núi về hình dạng hiện tại.
Chiếc máy bay đã hạ cánh đúng nơi, bởi vì ở đây, một khu vực là một kỷ lục của lịch sử môi trường Sao Hỏa, bao gồm bằng chứng về sự thay đổi lớn trong khí hậu hành tinh, khi nước bao phủ miệng núi lửa Gale với phù sa khô cạn.
Bây giờ tất cả là một động lực quan trọng cho những gì chúng ta cần giải thích về khí hậu thời kỳ đầu của Mars Mars, ông Vas Vasada nói. Bạn không thể nhận được hàng triệu năm thay đổi khí hậu từ một sự kiện duy nhất như một thiên thạch. Khám phá này có ý nghĩa rộng lớn đối với toàn bộ hành tinh, không chỉ miệng núi lửa Gale.
Những khám phá khác
• Silica: Người đi lang thang đã thực hiện một khám phá hoàn toàn không dự đoán được về đá silic có hàm lượng cao khi nó tiếp cận Mt. Nhọn. Điều này có nghĩa là phần còn lại của các yếu tố bình thường tạo thành đá đã bị tước đi, hoặc có rất nhiều silica được thêm vào bằng cách nào đó, theo ông Vas Vasada nói, cả hai đều rất thú vị và rất khác với các loại đá mà chúng ta đã thấy trước đây. Đó là một khám phá nhiều mặt và tò mò, chúng tôi sẽ mất một lúc để tìm ra nó.
• Khí mê-tan trên sao Hỏa: Khí mê-tan thường là dấu hiệu của hoạt động liên quan đến chất hữu cơ - thậm chí, có khả năng, của sự sống. Trên trái đất, khoảng 90% khí mêtan được tạo ra từ sự phân hủy chất hữu cơ. Trên sao Hỏa, khí mê-tan đã được phát hiện bởi các sứ mệnh và kính viễn vọng khác trong nhiều năm qua, nhưng điều đó thật khó khăn - các bài đọc dường như đến và đi, và rất khó để xác minh. Vào năm 2014, Máy quang phổ Laser có thể điều chỉnh trong thiết bị SAM đã quan sát thấy lượng khí mêtan tăng gấp 10 lần trong khoảng thời gian hai tháng. Điều gì gây ra sự gia tăng ngắn và đột ngột? Sự tò mò sẽ tiếp tục theo dõi các bài đọc về mêtan và hy vọng sẽ cung cấp câu trả lời cho cuộc tranh luận kéo dài hàng thập kỷ.
• Rủi ro phóng xạ đối với những người thám hiểm con người: Cả trong chuyến đi tới Sao Hỏa và trên bề mặt, Curiosity đã đo bức xạ năng lượng cao từ Mặt trời và không gian đặt ra một phi hành gia có nguy cơ. NASA sẽ sử dụng dữ liệu từ thiết bị phát hiện đánh giá bức xạ (RAD) của Curiosity, để thiết kế các nhiệm vụ trong tương lai để an toàn cho các nhà thám hiểm của con người.
Ngày mai: Kết luận của chương này, bao gồm ‘Cách lái xe Mars Rover và Beast Quái thú. Phần 1 có sẵn tại đây.
Những câu chuyện đáng kinh ngạc từ không gian: Một cái nhìn hậu trường về các nhiệm vụ thay đổi quan điểm của chúng ta về vũ trụ được xuất bản bởi Page Street Publishing, một công ty con của Macmillan.
