Voyager 1 sắp đạt mốc một ngày ánh sáng: "Chúng ta đã đi từ khám phá sang khai thác"

Khoảng giữa tháng 11 tới, tàu thăm dò Voyager 1 sẽ chính thức đạt khoảng cách một ngày ánh sáng tính từ Trái Đất — nghĩa là phải mất trọn 24 giờ để một tín hiệu vô tuyến đi từ hành tinh của chúng ta tới con tàu, và thêm 24 giờ nữa để nhận lại phản hồi. Đây là khoảng cách xa nhất mà con người từng đưa một thiết bị do mình tạo ra và vẫn duy trì liên lạc được.

Voyager 1 đang ở rất gần mốc một ngày ánh sáng tính từ Trái Đất

Nửa thế kỷ bay xa

Voyager 1 và Voyager 2 được phóng lên vào năm 1977, tận dụng cơ hội hiếm có mà cứ 176 năm mới lặp lại một lần, khi các hành tinh lớn như Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương gần như thẳng hàng trên một cung đường. Cách sắp xếp này cho phép tàu "nhảy" từ hành tinh này sang hành tinh khác với lượng nhiên liệu tối thiểu, hoàn thành hành trình trong thời gian ngắn nhất.

Tiến sĩ Garry Hunt, nhà vật lý thiên văn người Anh và là thành viên duy nhất của Vương quốc Anh trong nhóm chụp ảnh gốc của Voyager, cho biết ông được NASA thông báo trúng tuyển vào tháng 12/1972. Cuộc họp sứ mệnh đầu tiên diễn ra vào tháng 2/1973, và nhóm chỉ có đến mùa hè năm 1977 để hoàn tất mọi thứ trước khi bước vào cửa sổ phóng tàu — một cửa sổ chỉ kéo dài 10 ngày.

"Đây thực sự là một công việc đòi hỏi độ chính xác cực cao. Trách nhiệm rất lớn, nhưng cũng mở ra nhiều cơ hội, không chỉ để làm khoa học mà còn để thúc đẩy nghiên cứu hành tinh ngay tại Vương quốc Anh."

Bí quyết của sự bền bỉ

Điều khiến giới chuyên gia kinh ngạc là các tàu Voyager vẫn hoạt động sau gần 50 năm. Theo Tiến sĩ Hunt, yếu tố quyết định nằm ở độ tin cậy và khả năng dự phòng được thiết kế ngay từ đầu. Con tàu được xây dựng dựa trên nền tảng dòng Mariner, vốn đã là "xương sống" của các sứ mệnh tới Sao Hỏa và Sao Kim trước đó.

Đáng chú ý, phần lớn thiết bị trên tàu được chế tạo từ công nghệ giữa thập niên 1960 — tức đã "già" thêm khoảng 10 năm trước khi con tàu rời bệ phóng. Khi tàu lao đi với vận tốc khoảng 48.000 km/h, không ai có thể ra ngoài sửa chữa, nên mọi phương án xử lý sự cố đều phải được tính sẵn từ mặt đất.

Ông cũng dành lời ca ngợi cho các kỹ sư của Phòng Thí nghiệm Sức đẩy Phản lực (JPL): chính họ là những người đã nhiều lần "hồi sinh" con tàu. Trong một sự cố cách đây vài tháng, ăng-ten của tàu bị lệch nhẹ khiến trạm Goldstone không bắt được tín hiệu, và đội ngũ đã tìm ra cách xoay lại ăng-ten từ xa. Cũng có lần họ phải mời một kỹ sư đã nghỉ hưu quay lại, vì mã nguồn của máy tính trên tàu — vốn yếu hơn cả một chiếc Apple Watch — được viết bằng hợp ngữ (assembler), thứ mà gần như không còn ai ở JPL thành thạo.

Những phát hiện làm nên lịch sử

Với khoảng 80.000 bức ảnh, nhóm chụp ảnh Voyager đã tạo nên những trang sử của ngành thám hiểm hành tinh. Theo Tiến sĩ Hunt, bức ảnh vĩ đại nhất là "Pale Blue Dot" — khi con tàu ngoảnh nhìn lại hệ Mặt Trời và chỉ thấy Trái Đất là một chấm nhỏ xíu giữa mênh mông vũ trụ.

Ngoài ra còn vô số khám phá bất ngờ: Sao Mộc có vành đai; mặt trăng Io có núi lửa đang hoạt động; Sao Thổ hé lộ cấu trúc vành đai phức tạp; Sao Thiên Vương có từ trường lệch tâm kỳ lạ và mặt trăng Miranda với những vách đá cao tới 15 mét; Sao Hải Vương sở hữu hệ thời tiết với những cơn gió nhanh nhất hệ Mặt Trời và các mạch phun nitơ đang hoạt động trên một mặt trăng của nó.

"Mỗi cuốn sách tôi cầm lên về hệ Mặt Trời, khi đến phần quan sát của Voyager, đều cho thấy chúng tôi đã làm nên lịch sử. Nó gần như là tấm thảm Bayeux của công cuộc khám phá hành tinh vậy."

Khi nào sứ mệnh kết thúc?

Câu trả lời nằm ở hai yếu tố vật lý: cường độ tín hiệu và nguồn điện. Tín hiệu suy giảm theo bình phương khoảng cách, nên ở khoảng cách hiện tại nó đã yếu đến mức chỉ các trạm của Mạng Lưới Không Gian Sâu (Goldstone, Madrid, Canberra) mới bắt được. Trên tàu, máy phát nhiệt điện đồng vị phóng xạ (RTG) đang mất dần công suất, khoảng vài watt mỗi năm.

Theo tính toán của nhóm, đến khoảng năm 2035, tín hiệu sẽ yếu đến mức không thiết bị nào trên Trái Đất có thể thu được nữa. Tuy nhiên, Tiến sĩ Hunt lo ngại rủi ro thực tế có thể đến sớm hơn — không phải vì kỹ thuật, mà vì ngân sách.

"Chi phí để duy trì con tàu là có thật, trong khi ngân sách khoa học bị cắt xén liên tục. Chúng tôi lo rằng sau cột mốc 50 năm vào mùa hè tới, các chính trị gia sẽ nói: 'Đến lúc rồi, thế là đủ.'"

Từ khám phá sang khai thác

Nhìn về bối cảnh hiện tại, Tiến sĩ Hunt đưa ra một nhận định đáng suy ngẫm về sự chuyển dịch của ngành không gian: từ mô hình do nhà nước tài trợ vì mục tiêu khoa học sang mô hình thương mại đòi hỏi lợi nhuận.

"Thế giới thương mại đã thay đổi mọi thứ. Chúng ta đã đi từ khám phá sang khai thác. Liệu có nhà đầu tư nào chịu rót tiền cho một sứ mệnh mà 50 năm sau mới có lợi nhuận? Tôi e là không."

Ông cũng chỉ ra một nghịch lý: Voyager đã tới Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương hơn 40 năm trước, và chưa có tàu nào quay lại đó kể từ ấy. Kính viễn vọng James Webb có thể quan sát tốt hơn, nhưng theo ông vẫn chưa đủ. Trong khi đó, Trung Quốc đã công khai kế hoạch tới Sao Thiên Vương, và nhiều khả năng các sứ mệnh hành tinh xa trong tương lai sẽ không còn đến từ Mỹ hay châu Âu.

Về tình hình khoa học tại Anh và Mỹ, ông không giấu sự thất vọng: việc đưa cơ quan vũ trụ quốc gia vào một bộ của chính phủ khiến nó phụ thuộc vào những lần tái cơ cấu bộ máy, còn các trường đại học thì đóng cửa khoa vật lý và cắt giảm dự án lớn. Ông cũng lưu ý rằng quốc phòng sẽ là nơi hút phần lớn ngân sách không gian trong tương lai, với các vệ tinh Anh từng bị vệ tinh Nga gây ảnh hưởng, và Trung Quốc là quốc gia duy nhất hiện có khả năng tiếp nhiên liệu trên quỹ đạo.

Lời khuyên cho thế hệ kế tiếp

Dù bối cảnh có phần u ám, Tiến sĩ Hunt vẫn lạc quan về cơ hội nghề nghiệp trong ngành không gian — một lĩnh vực giờ đây không chỉ dành cho nhà khoa học mà còn cho luật sư, bác sĩ và nhiều ngành khác. Nhưng ông nhấn mạnh ba nền tảng không thể thiếu:

• Toán học — phải thật giỏi
• Khoa học máy tính — bắt buộc
• Vật lý — cần nắm vững

Ông cũng cho rằng các trường đại học cần phá bỏ mô hình đào tạo theo "ống khói" riêng lẻ, bởi thám hiểm không gian vốn là lĩnh vực liên ngành. Một số cơ sở như Đại học Bang Arizona hay MIT đã bắt đầu tái cấu trúc chương trình học với sự hỗ trợ của AI.

Còn về Voyager, khi được hỏi liệu camera có thể bật lại được không, câu trả lời rất dứt khoát: không. Chúng được thiết kế cho những điều kiện ánh sáng cụ thể của các hành tinh xa, và ở khoảng không gian hiện tại, chúng "thậm chí không thể tự chụp một bức selfie".

"Hãy nhìn đồng hồ khi thời khắc đó đến và tự nhủ: Voyager 1 đang ở đó."