Sau 8 năm trong không gian, tàu BepiColombo cuối cùng cũng tiến gần Sao Thủy

Sau gần một thập kỷ vật lộn với không gian, tàu thăm dò BepiColombo của châu Âu và Nhật Bản đang bước vào giai đoạn cuối cùng của sứ mệnh: tiếp cận Sao Thủy — hành tinh gần Mặt Trời nhất và cũng là một trong những nơi khó chinh phục nhất trong Hệ Mặt Trời.

Hành trình gian nan chưa từng có

BepiColombo được đặt theo tên nhà khoa học người Ý Giuseppe "Bepi" Colombo, người đã phát triển kỹ thuật "hỗ trợ trọng lực" (gravity assist) — phương pháp vẫn được dùng cho mọi chuyến du hành liên hành tinh ngày nay. Ban đầu, tàu dự kiến đến Sao Thủy vào năm 2024, nhưng sau sự cố hệ thống động cơ đẩy, nó buộc phải thay đổi lộ trình để bay với công suất thấp hơn. Kết quả là thời điểm đến bị đẩy lùi gần một năm.

Ngày 3 tháng 9 vừa qua, trung tâm điều khiển mặt đất xác nhận khoang động cơ đã tách thành công khỏi phần còn lại của tàu, đánh dấu pha cuối của sứ mệnh hợp tác giữa Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) và Cơ quan Thám hiểm Hàng không Vũ trụ Nhật Bản (JAXA). Tín hiệu truyền về cho thấy mọi thứ diễn ra suôn sẻ, dù hành trình đã đưa con tàu đi xa hơn 200 triệu km tính từ Trái Đất.

Minh họa lộ trình tàu BepiColombo tiến vào Sao Thủy

Vì sao đến Sao Thủy lại khó đến vậy?

Sao Thủy trước đây chỉ mới được khám phá hai lần, đều do các tàu của NASA thực hiện. Lý do nằm ở vị trí của nó: là hành tinh gần Mặt Trời nhất, nó cực kỳ khó tiếp cận.

Khi bay về phía trung tâm Hệ Mặt Trời, tàu vũ trụ thực chất đang "rơi" từ Trái Đất về phía lực hấp dẫn khổng lồ của Mặt Trời. Đó là phần dễ. Phần khó là không được tiếp tục rơi. Để đến Sao Thủy, tàu cần rất nhiều nhiên liệu — không phải để bay tới, mà để khởi động động cơ hãm phanh lại.

Các tàu vũ trụ có thể tận dụng lực hấp dẫn của những hành tinh khác để giảm tốc, nhưng điều đó đòi hỏi một lộ trình phức tạp, uốn lượn qua nhiều thiên thể. Đến nay, BepiColombo đã đi khoảng 6 tỷ dặm (9,9 tỷ km), vòng qua Trái Đất một lần, Sao Kim hai lần và Sao Thủy sáu lần — tổng cộng chín lần hỗ trợ trọng lực để điều chỉnh vận tốc.

Thêm vào đó, ở khoảng cách quá gần Mặt Trời, bề mặt Sao Thủy có thể nóng tới hơn 430°C. Vì hành tinh nhỏ này gần như không có khí quyển, nhiệt độ ban đêm lại tụt xuống -180°C. BepiColombo không chỉ phải chịu được những cực trị đó, mà còn phải sống sót qua sự dao động nhiệt độ diễn ra mỗi ngày.

Hai tàu, một sứ mệnh khoa học

Khi vào đúng vị trí, BepiColombo sẽ tách thành hai tàu vũ trụ riêng biệt:

• Mercury Planetary Orbiter (MPO): nghiên cứu bề mặt và cấu trúc bên trong Sao Thủy.
• Mercury Magnetospheric Orbiter (biệt danh "Mio"): khảo sát từ trường và tầng khí quyển cực loãng của hành tinh.

Đây là lần đầu tiên nhiều tàu thăm dò cùng bay quanh Sao Thủy một lúc, với mục tiêu thu được bức tranh toàn diện hơn bất kỳ tàu đơn lẻ nào có thể cung cấp.

Mio sẽ đi vào quỹ đạo elip cao, hướng vòng qua các cực. MPO sau đó sẽ hạ độ cao xuống và dự kiến đạt quỹ đạo cuối cùng vào tháng 3 năm 2027. Ngay cả khi đã vào vị trí, các quan sát toàn diện vẫn chưa bắt đầu ngay lập tức. Hai tàu phải trải qua một loạt quy trình — như triển khai tấm chắn nắng thiết yếu của Mio — trước khi tiến hành quan sát khoa học, dự kiến khởi động vào tháng 4 năm 2027.

Những câu hỏi lớn còn bỏ ngỏ

Hai tàu thăm dò sẽ nỗ lực tìm lời giải cho nhiều điều còn chưa rõ về hành tinh nhanh nhẹn này:

• Vì sao Sao Thủy có lõi sắt lớn bất thường so với kích thước của nó?
• Vì sao vẫn tồn tại băng trong các miệng hố vĩnh viễn bị che khuất ở hai cực, bất chấp sức nóng khủng khiếp?
• Vì sao đây là hành tinh đá duy nhất ngoài Trái Đất sở hữu từ trường riêng?
• Bản chất thực sự của những hố lõm bí ẩn gọi là "hollows" rải rác trên bề mặt là gì?

Câu trả lời cho những câu hỏi này được kỳ vọng sẽ cung cấp manh mối quan trọng về cách các hành tinh đất đá — bao gồm cả Trái Đất — hình thành và tiến hóa trong Hệ Mặt Trời.

Các nhà vật lý thiên văn cũng lên kế hoạch sử dụng dữ liệu quỹ đạo chính xác từ sứ mệnh để kiểm tra thuyết tương đối tổng quát của Einstein. Do ở gần Mặt Trời, Sao Thủy là môi trường lý tưởng để kiểm chứng hiện tượng biến dạng không-thời gian do lực hấp dẫn gây ra.