NASA sẽ phóng một thiết bị không người lái Quadcopter trị giá hàng tỷ đô lên Titan – vệ tinh tự nhiên giàu khí metan nhất của Sao Thổ.
Một tiếng chuông báo động không thể bỏ lỡ ở Titan – Siêu phẩm hàng tỷ đô la tiếp theo của NASA, với cái tên Dragonfly, theo thông tin đã được Nasa công bố hôm nay đây là một thiết bị quadcopter khám phá Titan, vệ tinh lớn nhất Sao Thổ, đầy sáng tạo. Chiếc máy bay này sẽ bay lên, giữ trạng thái lơ lửng trên vệ tinh băng giá và hạ cánh trên đó, với sứ mệnh thăm dò các điều kiện và mang về các bằng chứng hóa học có thể thúc đẩy sự sống.
Sứ mệnh này được Elizabeth ‘’Zibi’’ Turtle dẫn dắt -một nhà khoa học vũ trụ tại Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng (APL) của Đại học Johns Hopkins ở Laurel, Maryland, và cũng do APL quản lý sẽ ra mắt vào năm 2026. Nó cũng cho thấy rủi ro đã được tính toán trước, tiên phong một mô hình mới về thám hiểm robot trên vệ tinh xa xôi. Thomas Zurbuchen – quản trị viên liên minh về khoa học của NASA ở Washington, D.C., cho rằng “Titan không giống bất kỳ nơi nào khác trong hệ mặt trời và Dragonfly cũng mang một nhiệm vụ hoàn toàn khác” – khi ông thông báo lựa chọn nhiệm vụ này. ‘’Khoa học rất hấp dẫn. Và thời điểm thích hợp để khám phá đã đến.’’
Titan được bao phủ bởi bầu khí quyển Nitơ và lớn hơn Sao Thủy. Nó được cho là bể chứa một đại dương lỏng bên dưới lớp băng đông lạnh. Tàu vũ trụ của NASA Cassini đã nghiên cứu Titan trong một chiến dịch lịch sử vào năm 2005, đã thả tàu thăm dò Huygens tồn tại trong khí quyển Titan.
Bề mặt được ghi lại có nhiều đặc điểm địa chất tương tự như trên Trái Đất, bao gồm các cao nguyên, sa mạc cồn cát, và ở các cực của nó là sông biển. Nhưng trên Titan, ở nơi có nhiệt độ trung bình 94K lạnh lẽo, các khối đá được chỉ là băng nước và biển chứa đầy etan và metan, hydrocarbon – các khí ga như trên Trái đất. Nhiều nhà khoa học tin rằng, vệ tinh chôn trữ các phân tử hữu cơ và nước, có thể đã dẫn đến các phản ứng tạo ra axit amin và các bazơ được sử dụng để xây dựng chuỗi xoắn kép DNA. Điều này giống như Titan đã tiến hành các thí nghiệm về sự hình thành sự sống trong hàng triệu năm, Turtle còn cho rằng Dragonfly được tạo ra để mang về kết quả của những thí nghiệm đó và nghiên cứu chúng.
Dragonfly là một sự lựa chọn đầy cảm hứng, là sứ mệnh của NASA về một tiểu hành tinh kim loại – Lindy Elkins-Tanton, một nhà nghiên cứu khoa học hành tinh tại Đại học Arizona State ở Tempe và là nhà nghiên cứu chính tàu vũ trụ Psyche cho biết. Titan có thể thực sự trở thành cái nôi cho một vài sự sống và dù có thể hay không, thì vẻ đẹp sông hồ hydrocarbon và tuyết hydrocarbon ở Titan sẽ biến nó trở thành một trong những cảnh quan kỳ ảo nhất trong hệ mặt trời của chúng ta.
Với một bề mặt phức tạp, một con tàu đổ bộ trên một khoảng trống nhỏ sẽ không thể bao quát được hóa tính của vệ tinh này. Dragonfly thúc đẩy những tiến bộ trong điện toán, thiết kế máy bay và dẫn đến sự bùng nổ của công nghệ máy bay không người lái lơ lửng ngoài Trái Đất. Nó sẽ có tám cánh quạt được gắn phía trên và phía dưới của bốn cánh máy bay. Trên thực tế, nó là một con tàu đổ bộ có thể di chuyển, có khả năng đi được hàng cây số giữa các địa điểm lấy mẫu mỗi lần bằng 16 ngày Trái Đất. Không khí dày đặc và trọng lực thấp ở Titan sẽ tạo được điều kiện cho phép một khoang máy cỡ 300 kg, được cung cấp năng lượng bởi máy phát phóng xạ, bay lơ lửng với công suất thấp hơn 38 lần so với công suất trên Trái Đất.
Thời điểm Dragonfly xuất hiện trên phía bắc Titan sẽ rơi vào giữa mùa đông năm 2034, loại bỏ một cuộc đổ bộ gần cực bắc, nơi có biển metan trào lên vệ tinh và những khu vực này sẽ không thể phát thanh về Trái Đất. Thay vào đó, máy bay quadcopter sẽ khám phá các sa mạc xích đạo rộng lớn trên vệ tinh, có khả năng được nuôi dưỡng bằng một nguồn vật liệu từ khắp nơi trên đó. (Turtle ví von như một khu vườn thiền lớn nhất trong hệ mặt trời.) Đặc biệt, nó sẽ tìm kiếm là các miệng hố va chạm hoặc núi lửa băng, các quá trình năng lượng có thể cung cấp tia lửa và nước lỏng cần thiết cho hóa học hữu cơ mới sinh. Trong nhiệm vụ chính kéo dài gần 3 năm, sau khi đi được 175km với mỗi chuyến bay kéo dài 8km, cuối cùng Dragonfly sẽ chạm tới miệng hố va chạm Selk rộng 80km và đạt mục tiêu chính của nó. Tác động tạo ra Selk đủ lớn để làm tan lớp vỏ băng nước Titan và giải phóng oxy, các phản ứng mồi được ghi lại trong các lần giải phóng của nó.
Dragonfly sẽ không được trang bị một cánh tay robot, giống như các thiết bị nghiên cứu Sao Hỏa gần đây. Cuộc thám hiểm của nó trước tiên sẽ được hướng dẫn bởi một công cụ trên bụng bằng cách bắn phá mặt đất bằng bức xạ neutron, sử dụng tia gamma mà cuộc tấn công này giải phóng để phân biệt giữa các loại địa hình cơ bản, như băng cát giàu amoniac hoặc cồn cát giàu carbon. Hai nạng đuôi của nó khi hạ cánh sẽ mang một mũi khoan xoay có khả năng lấy mẫu và đưa chúng qua ống khí nén đến máy quang phổ khối có thể phân tích thành phần của chúng. Hệ thống lấy mẫu cũng là một rủi ro của nhiệm vụ; các nhà khoa học của NASA lo ngại bầu khí quyển giàu hydrocarbon của Titan có thể làm tắc nghẽn nó, Zurbuchen nói, đó là phiên bản tràn dầu của bầu khí quyển. Trong hơn 2 năm qua, sau khi thử nghiệm rộng rãi các vật liệu sai số và được thiết kế lại, Turtle cũng chắc chắn rằng những phần tử không an toàn đã bị xóa bỏ.
Ngoài bề mặt Titan, Dragonfly cũng sẽ nhắm vào bầu không khí và nội địa của nó. Trong suốt chuyến bay, nó có thể thu thập các phép đo, giống như các dụng cụ được gắn trên khinh khí cầu. Và nó cũng được trang bị máy đo địa chấn có thể sử dụng các rung động gây ra trên mặt trăng bằng khóa thủy triều với Sao Thổ để đo kích thước đại dương ẩn dưới lớp vỏ của nó, mà các nhà khoa học cho rằng có thể được tạo thành từ amoniac lỏng hoặc nước và sunfat. Cuối cùng, các cuộc thám hiểm của có thể có thể kéo dài tới 8 năm sau khi hạ cánh trước khi nguồn năng lượng hạt nhân của nó cạn kiệt.
Chương trình New Frontiers tiêu tốn chi phí rất cao, với 850 triệu đô la được đặt cho nhiệm vụ và khoảng 150 triệu đô la để khởi động, là tuyến thám hiểm hành tinh lớn nhất mà NASA mở ra cho sự cạnh tranh và lãnh đạo. Một yếu tố quan trọng trong việc lựa chọn Dragonfly, Zurbuchen cho biết thêm, đó là khả năng APL cung cấp tàu thăm dò năng lượng mặt trời Parker, hiện đang thực hiện nhiệm vụ khám phá mặt trời đúng thời và dưới ngân sách. Dragonfly đã đối đầu với một thiết bị lão luyện khác, khi mẫu khám phá sinh vật học sao chổi trở về sẽ lấy mẫu băng nguyên thủy từ một sao chổi và đưa nó trở lại nghiên cứu trên Trái Đất.
Các con tàu vũ trụ trước đây được phóng dưới thời New Frontiers bao gồm New Horizons, đã khảo sát Sao Diêm Vương và gần đây đã bay tới MU69, một vật thể băng giá ở nơi xa nhất của hệ mặt trời; Juno, hiện đang ở trên quỹ đạo quanh Sao Mộc; và Origins, Spectral Interpretation, Resource Identification, Security, Regolith Explorer, hiện đang quay quanh tiểu hành tinh Bennu trước khi thu thập các mẫu vật và đưa chúng trở lại Trái Đất.
Dịch bởi Bridget Nguyen
Bình luận