Tàu thăm dò không gian Tianwen-1 của Trung Quốc đã ghi lại những hình ảnh chưa từng có về sao chổi giữa các vì sao 3I/ATLAS trong quá trình tiếp cận hành tinh Sao Hỏa. Thiết bị đã chụp được thiên thể từ khoảng cách khoảng 30 triệu km. Hoạt động diễn ra vào tháng 10 năm 2025. Sự kiện này đánh dấu lần đầu tiên một vật thể có nguồn gốc từ bên ngoài Hệ Mặt trời được chụp ảnh từ quỹ đạo Sao Hỏa với mức độ chi tiết như vậy.
Thiên thể đại diện cho vị khách liên sao thứ ba được cộng đồng khoa học xác nhận. Nó tiếp nối tiểu hành tinh Oumuamua, được xác định vào năm 2017 và sao chổi 2I/Borisov, được phát hiện vào năm 2019. Phát hiện đầu tiên về 3I/ATLAS diễn ra vào ngày 1 tháng 7 năm 2025 thông qua kính thiên văn được lắp đặt ở Chile. Việc giám sát từ Sao Hỏa đã cho phép phân tích chi tiết quỹ đạo hyperbol của nó, xác nhận nguồn gốc bên ngoài của nó và cung cấp dữ liệu quan trọng về thành phần hóa học của nó trước điểm cận nhật.
Thao tác kỹ thuật và điều chỉnh camera
Cơ quan vũ trụ Trung Quốc đã sử dụng camera độ phân giải cao HiRIC để thực hiện việc theo dõi. Thiết bị này ban đầu được thiết kế để lập bản đồ bề mặt hành tinh đỏ. Các kỹ sư cần điều chỉnh hệ thống định vị để tập trung vào mục tiêu có ánh sáng yếu, chuyển động cực nhanh. Các mô phỏng trước đây đã đảm bảo độ chính xác của tiêu điểm trong quá trình truyền.
Điều chỉnh thời gian phơi sáng để tránh bị mờ do tốc độ quỹ đạo cao của đầu dò. Nhóm kỹ thuật đã cấu hình thiết bị để ghi lại các chuỗi ngắn 30 giây. Dữ liệu thô được truyền qua không gian đến các trạm thu ở Bắc Kinh. Máy tính xử lý thông tin để tạo ra hình ảnh động chính xác về sự dịch chuyển của sao chổi so với nền đầy sao.
Khoảng cách 30 triệu km đòi hỏi cấu trúc kim loại phải có độ ổn định nhiệt cực cao. Những điều chỉnh xoay nhỏ giúp ống kính hướng vào tọa độ chính xác trong không gian. Kết quả cho thấy lõi đá và đám mây khí bao quanh vật thể với độ rõ nét bất ngờ. Các phép tính gia tốc phi trọng trường đạt được độ chính xác cao hơn nhờ phân tích những hình ảnh trực tiếp này.
Việc lập kế hoạch bắt giữ bắt đầu một tháng trước khi tiếp cận gần nhất. Các nhà khoa học đã tính toán cửa sổ quan sát dựa trên độ sáng dự kiến của sao chổi. Các thử nghiệm đo từ xa đảm bảo rằng các tệp nặng đến Trái đất mà không bị hỏng dữ liệu. Chiến lược này ưu tiên tín hiệu hữu ích hơn nhiễu nền, tối ưu hóa công suất truyền của ăng-ten chính.
Cấu trúc vật lý và thành phần hóa học
Các bức ảnh được xử lý cho thấy một lõi rắn được bao quanh bởi một lớp bụi và khí dày đặc. Đường kính của đám mây này đạt chiều dài hàng nghìn km. Phần thân chính có chiều rộng khoảng 5,6 km. Đá di chuyển ngoài không gian với tốc độ ấn tượng 58 km mỗi giây, băng qua hệ mặt trời một cách không thể đảo ngược.
Đuôi sao chổi cho thấy sự phát triển đáng kể qua nhiều tháng quan sát. Hồ sơ tháng 8 cho thấy cấu trúc mỏng, sau đó mở rộng tới chiều dài 56.000 km. Áp suất của bức xạ mặt trời đẩy các hạt theo hướng ngược lại với Mặt trời. Máy quang phổ đã phát hiện sự hiện diện rõ rệt của nước đá và carbon dioxide trong cấu trúc.
Tín hiệu carbon monoxide yếu giúp kể câu chuyện về sự hình thành của vật thể. Hỗn hợp hóa học cho thấy sao chổi được sinh ra trong một đĩa tiền hành tinh cực kỳ lạnh. Các nhà thiên văn học đánh giá khả năng nguồn gốc của nó nằm gần trung tâm Dải Ngân hà. Tuổi của thiên thể vượt quá tuổi của Hệ Mặt trời của chúng ta.
Phân tích chi tiết dữ liệu được truyền đi cho thấy những đặc điểm cụ thể của vị khách vũ trụ:
- Lõi trung tâm bao gồm đá và băng với sự phản chiếu màu đỏ của bụi hữu cơ.
- Tình trạng hôn mê xung quanh được hình thành do sự bốc hơi nhanh chóng của vật chất do nhiệt mặt trời.
- Đuôi dài của các hạt bị đẩy ra có thể nhìn thấy được trong khoảng thời gian 30 giây cung.
- Gia tốc bất thường gây ra bởi sự giải phóng các tia khí trên bề mặt không bằng phẳng.
Những yếu tố này cung cấp một dạng viên nang thời gian về các hệ sao ở xa. Việc nghiên cứu những vật liệu cổ xưa như vậy giúp hiểu rõ cơ chế hình thành các hành tinh nguyên thủy. Hoạt động của sao chổi trong môi trường giữa các vì sao tuân theo các mô hình vật lý tương tự như các mô hình được quan sát thấy trong vùng lân cận vũ trụ của chúng ta.
Nỗ lực chung của các cơ quan không gian
Việc thông qua 3I/ATLAS đã huy động một mạng lưới thiết bị quan sát liên hành tinh toàn cầu. Cơ quan Vũ trụ Châu Âu đã chỉ đạo các tàu thăm dò Mars Express và ExoMars TGO tới cùng một góc phần tư. Dữ liệu châu Âu bổ sung cho hình ảnh Trung Quốc thông qua các góc nhìn hình học khác nhau. Việc tam giác hóa thông tin làm giảm sai số trong các dự đoán quỹ đạo trong tương lai.
Cơ quan vũ trụ Mỹ cũng tích cực tham gia giám sát đồng thời. Tàu thăm dò Quỹ đạo Trinh sát Sao Hỏa đã sử dụng camera HiRISE của nó để cố gắng chụp hạt nhân ở độ phân giải rất cao. Các phương tiện bề mặt, chẳng hạn như robot Perseverance, đã tìm cách ghi lại hiện tượng này từ đất sao Hỏa vào đầu tháng 10. Bụi khí quyển đặt ra thách thức nghiêm trọng đối với thấu kính trên mặt đất.
Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất đã đóng góp máy quang phổ cho tàu thăm dò Hope. Nhiệm vụ MAVEN đã cung cấp thêm dữ liệu về sự tương tác của sao chổi với gió mặt trời và bầu khí quyển phía trên. Nỗ lực hợp tác đã tinh chỉnh các ước tính về hướng của trục quay của vật thể. Sự kết hợp của các công nghệ khác nhau cho phép phủ sóng không bị gián đoạn trong giai đoạn quan trọng nhất của phương pháp tiếp cận.
Chia sẻ dữ liệu thô giữa các quốc gia đã đẩy nhanh những khám phá khoa học. Các nhà nghiên cứu thuộc các quốc tịch khác nhau truy cập vào cùng một ngân hàng thông tin để xác nhận các giả thuyết về nguồn gốc của đá. Sự kiện này đóng vai trò như một cuộc thử nghiệm thực tế về sự phối hợp cho các giao thức bảo vệ hành tinh trong tương lai. Truyền thông quốc tế đã được chứng minh là cần thiết cho việc nghiên cứu các thiên thể chuyển động nhanh.
Sự phát triển của chương trình không gian của Trung Quốc
Tàu thăm dò Tianwen-1 có lịch sử hoạt động thành công kể từ khi phóng vào tháng 7 năm 2020. Thiết bị này đi vào quỹ đạo sao Hỏa vào tháng 2 năm sau. Nhiệm vụ bao gồm hạ cánh tàu tự hành Zhurong trên vùng đồng bằng rộng lớn của Utopia Planitia. Robot hoạt động trong một năm Trái đất để thu thập các mẫu ảo, phân tích khí hậu và ghi lại những hình ảnh địa chất chưa từng có.
Tàu quỹ đạo duy trì thói quen lập bản đồ. Trọng tâm hiện nay là các cực của sao Hỏa và các cơn bão bụi theo mùa. Việc chụp được sao chổi đã chứng tỏ tính linh hoạt của nền tảng cho thiên văn học cơ hội. Thiết bị đã chứng minh được khả năng thực hiện các nhiệm vụ phức tạp vượt xa phạm vi ban đầu mà các kỹ sư đã lên kế hoạch.
Các kỹ thuật được xác nhận trong hoạt động này đóng vai trò là cơ sở cấu trúc cho sứ mệnh Tianwen-2. Thiết bị mới bắt đầu hành trình vào tháng 5 năm 2025 với mục đích thu thập các mẫu từ một tiểu hành tinh gần Trái đất. Việc xử lý các khung tổng hợp để phát hiện tín hiệu yếu sẽ rất quan trọng trong giai đoạn khám phá mới này. Kinh nghiệm thu được đảm bảo khả năng tự chủ điều hướng tốt hơn trong không gian sâu.
Thành công của việc theo dõi củng cố vị trí của kỹ thuật châu Á trong việc khám phá hệ mặt trời. Tích hợp hệ thống con tối ưu hóa việc xử lý dữ liệu theo thời gian thực trong chuyến bay. Việc quan sát các mục tiêu ở xa, tối đòi hỏi mức độ chính xác về mặt quang học mà hiện nay rất ít cơ quan có thể làm được. Di sản của sứ mệnh sao Hỏa tiếp tục mang lại thành quả khoa học cho thiên văn học toàn cầu.
