Tàu thăm dò OSIRIS-APEX do NASA vận hành đã bay gần Trái đất vào ngày 23 tháng 9 năm 2025 ở độ cao 3.438 km. Cuộc điều động này sử dụng lực hấp dẫn của hành tinh để điều chỉnh quỹ đạo của con tàu hướng tới tiểu hành tinh Apophis. Trong hành trình của mình, tàu thăm dò đã chụp được những hình ảnh có độ phân giải cao của hành tinh và Mặt trăng, xác nhận hoạt động của các thiết bị quang học của nó.
Các hồ sơ cho thấy bề mặt đất liền trên Đại Tây Dương, với các chi tiết về các lục địa như Úc có thể nhìn thấy ở Nam bán cầu. Nhiệm vụ, một phần mở rộng của OSIRIS-REx nhằm trả lại các mẫu từ tiểu hành tinh Bennu vào năm 2023, hiện tập trung vào các nghiên cứu về Apophis. Mục tiêu chính liên quan đến việc theo dõi những thay đổi của tiểu hành tinh trong quá trình nó tiếp cận Trái đất vào tháng 4 năm 2029.
- Tàu thăm dò đã vượt qua 3.438 km tính từ bề mặt, gần với quỹ đạo của các vệ tinh địa tĩnh.
- Hình ảnh được thu được bằng các máy ảnh như MapCam và StowCam, sử dụng bộ lọc màu để có bố cục chính xác.
- Chuyến bay diễn ra trên Đại Tây Dương, ghi lại cảnh quan ngày và đêm của hành tinh này.
Dữ liệu ban đầu này xác nhận tình trạng hoạt động của tàu thăm dò sau nhiều năm ở trong không gian sâu, chuẩn bị cho các quan sát trong tương lai.
Cơ động hấp dẫn tăng cường quỹ đạo
Cuộc diễn tập ngày 23 tháng 9 xảy ra khi OSIRIS-APEX tiếp cận Trái đất từ quỹ đạo nhật tâm của nó. Các kỹ sư của NASA, phối hợp với Đại học Arizona và Lockheed Martin, đã lên kế hoạch cho sự kiện này đạt được tốc độ mà không tiêu tốn quá nhiều nhiên liệu. Tàu thăm dò, với khoảng 1/4 lượng nhiên liệu đẩy còn lại, đã thay đổi tốc độ quỹ đạo quanh Mặt trời.
Quy trình này bao gồm việc điều chỉnh hướng để hướng các camera về hành tinh quê hương. Chín giờ sau điểm gần nhất, tàu vũ trụ đã ghi lại hình ảnh Trái đất cách đó 228.000 km. Khoảng cách này cho phép chụp ảnh rộng, bao gồm cả các đám mây trong khí quyển và các khối lục địa.
Dụng cụ quang học đang được thử nghiệm
Camera của tàu thăm dò đã chứng minh độ chính xác trong việc ghi lại Trái đất và Mặt trăng. MapCam tạo ra một tổ hợp màu với các bộ lọc màu đỏ, xanh lá cây và xanh lam, hiển thị kết cấu đại dương và đất liền. StowCam đã chụp được 424 hình ảnh riêng lẻ, tạo thành một video cho thấy boong tàu thăm dò ở phía trước so với nền hành tinh.
Những thử nghiệm này xảy ra trong quá trình thoát khỏi vùng ảnh hưởng hấp dẫn của Trái đất. Trình tự bao gồm phơi sáng kép để cân bằng độ sáng của Mặt trăng so với Trái đất được chiếu sáng. Các kỹ sư xác nhận việc giảm các pixel bị lỗi do bức xạ gây ra nhờ quá trình làm nóng năng lượng mặt trời tự nhiên.
Hoạt động diễn ra không bị gián đoạn, với phép đo từ xa được gửi theo thời gian thực đến trung tâm điều khiển ở Maryland, Hoa Kỳ, lúc 2 giờ chiều giờ địa phương.
Thành phần của tiểu hành tinh Apophis
Apophis, được phát hiện vào năm 2004, có đường kính khoảng 370 mét và có cấu trúc đá giàu silicat và kim loại như niken và sắt. Không giống như Bennu chứa carbon, tiểu hành tinh này mang lại sự tương phản cho việc phân tích so sánh. Quỹ đạo của nó đưa nó đến gần Trái đất hơn sau mỗi 324 ngày, nhưng sự kiện năm 2029 sẽ là sự kiện gần nhất trong nhiều thiên niên kỷ.
Nhiệm vụ OSIRIS-APEX sẽ đến ngay sau chuyến đi này, vào tháng 4 năm 2029, để lập bản đồ bề mặt với độ phân giải 38 mét mỗi pixel. Dụng cụ quang phổ sẽ xác định khoáng chất và bụi rời. Tàu thăm dò sẽ hạ xuống cách tảng đá 5 mét, kích hoạt máy đẩy để khuấy động vật liệu và thu thập các mảnh vỡ.
Dữ liệu sơ bộ chỉ ra rằng lực hấp dẫn của Trái đất có thể làm thay đổi độ quay và hình dạng của Apophis trong quá trình bay ngang qua. Những quan sát trước đây từ các kính thiên văn trên mặt đất ước tính khối lượng của nó là 6,1 x 10 lũy thừa 10 kg.
Lịch sử nhiệm vụ OSIRIS-REx
OSIRIS-REx ra mắt vào năm 2016 và quay quanh Bennu trong hai năm, thu thập 121,6 gam vật liệu vào năm 2020. Chuyến trở về diễn ra vào tháng 9 năm 2023 trên bầu trời Utah, Hoa Kỳ, lúc 6 giờ chiều giờ địa phương. Các phân tích ban đầu tiết lộ nước và carbon, gợi ý nguồn gốc ban đầu của Hệ Mặt trời.
Sau khi giao hàng, tàu vũ trụ được đổi tên thành OSIRIS-APEX vào năm 2023. Các sửa đổi bao gồm việc sắp xếp lại các tấm pin mặt trời để hỗ trợ các điểm cận xoắn đến gần Mặt trời. Vào tháng 1 năm 2024, tàu thăm dò đã hoàn thành điểm cận nhật cách Mặt trời 41 triệu km, kiểm tra giới hạn nhiệt.
Những thay đổi do trọng lực gây ra
Chuyến bay ngang qua của Apophis vào năm 2029 sẽ diễn ra cách bề mặt Trái đất 31.600 km, gần hơn các vệ tinh liên lạc. Sự gần gũi này có thể đánh bật đá bề mặt do lực thủy triều. OSIRIS-APEX sẽ ghi lại những thay đổi này, bao gồm cả những thay đổi trong khoảng thời gian quay vòng 30,4 giờ.
Nghiên cứu mô hình các tác động tiềm ẩn, mặc dù nguy cơ va chạm là bằng 0 trong 100 năm tới. Sứ mệnh sẽ đóng góp vào các giao thức bảo vệ hành tinh, chẳng hạn như của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu. Các thiết bị laser của tàu thăm dò sẽ đo địa hình bị thay đổi sau khi bay qua.
Các kỹ sư có kế hoạch thu thập tới 100 gam bụi bị kích động để phân tích trên mặt đất.
Chuẩn bị cho cuộc họp năm 2029
OSIRIS-APEX sẽ thực hiện thêm ba chuyến bay ngang qua Trái đất cho đến năm 2029 để cải tiến quỹ đạo. Mỗi cái sẽ bao gồm hiệu chuẩn thiết bị và kiểm tra điều hướng tự động. Trung tâm điều hành sẽ giám sát mức tiêu thụ năng lượng, với pin được sạc bằng tấm pin mặt trời rộng 2,2 mét vuông.
Vào tháng 4 năm 2029, tàu thăm dò sẽ đi vào quỹ đạo Apophis trong 18 tháng, thực hiện 20 thao tác lập bản đồ. Một trong số đó sẽ liên quan đến việc sử dụng khí nitơ để mô phỏng quá trình chiết xuất vật liệu. Dữ liệu sẽ được truyền ở tốc độ 8 kbps qua ăng-ten có mức tăng cao.
Chi tiết hình ảnh được chụp
Các bức ảnh chụp Trái đất cho thấy hành tinh này có hình cầu màu xanh lam, với các lục địa được bao quanh bởi các đám mây. Một hình ảnh tổng hợp làm nổi bật độ cong của khí quyển trên Đại Tây Dương. Mặt Trăng hiện ra in bóng trên khoảng không, cách xa 595 nghìn km trong tầm nhìn rộng.
StowCam đã ghi lại chuyến bay qua trên video, hiển thị chuyển động tương đối của tàu thăm dò. Hình ảnh phản chiếu trên các thiết bị của con tàu giúp tăng thêm phối cảnh cho bố cục. Những hình ảnh này đóng vai trò là điểm chuẩn cho hình ảnh Apophis, đảm bảo tính nhất quán của quang phổ.
Chuỗi hoàn chỉnh gồm 424 khung hình, kéo dài 134 giây và được xử lý trong phòng thí nghiệm của NASA.
Đóng góp cho khoa học hành tinh
Các nghiên cứu với Apophis sẽ cải thiện các mô hình tiến hóa của tiểu hành tinh. Sự khác biệt về thành phần với Bennu cho thấy sự đa dạng ở vành đai chính. Nhiệm vụ tích hợp dữ liệu từ các radar trên mặt đất, như Goldstone, để xác nhận quỹ đạo.
Các phân tích sau năm 2029 sẽ tập trung vào các hạt bị đẩy ra, mô phỏng các sự kiện va chạm. Điều này hỗ trợ các sáng kiến như DART, thử nghiệm độ lệch của tiểu hành tinh vào năm 2022.
