Cơ quan vũ trụ Mỹ đã hoàn thành thành công bước cơ bản trong hành trình khám phá sâu trong Hệ Mặt trời. Tàu vũ trụ Psyche đã thực hiện thao tác tiếp cận tối đa tới hành tinh Sao Hỏa vào ngày 15 tháng 5 năm 2026. Quy trình kỹ thuật sử dụng lực hấp dẫn của Sao Hỏa để đẩy thiết bị mà không cần sử dụng khối lượng lớn thuốc phóng. Hoạt động này đảm bảo tốc độ phù hợp để thiết bị đến đích cuối cùng trong vành đai tiểu hành tinh chính.
Các kỹ sư của Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực đã theo dõi các tín hiệu đo từ xa trong suốt cửa sổ bay ngang qua. Dữ liệu nhận được từ các trạm mặt đất xác nhận rằng quỹ đạo đã trải qua quá trình điều chỉnh do các nhà toán học của sứ mệnh lên kế hoạch. Sự thành công của giai đoạn này làm giảm rủi ro hoạt động trong vài năm du hành vũ trụ tối tới. Cộng đồng khoa học đang chờ xác nhận về động lực để duy trì lịch trình đến dự kiến vào cuối thập kỷ này.
Hiệu ứng súng cao su làm thay đổi tốc độ và mặt phẳng quỹ đạo của nhiệm vụ
Đoạn văn xảy ra ở khoảng cách chính xác là 4.609 km tính từ bề mặt Sao Hỏa. Biên độ được tính toán này cho phép tàu thăm dò tận dụng được lực hấp dẫn của hành tinh đỏ giống như một chiếc súng cao su tự nhiên. Cuộc điều động đã chuyển năng lượng quỹ đạo từ Sao Hỏa sang tàu vũ trụ chỉ trong vài phút. Thiết bị đã đạt được khả năng tăng tốc bổ sung khoảng 1.600 km/h so với tốc độ bay trước đây của nó.
Ngoài động năng tăng thêm, cuộc chạm trán giữa các hành tinh đã làm thay đổi độ nghiêng của hành trình. Mặt phẳng quỹ đạo của tàu thăm dò trải qua sự điều chỉnh khoảng một độ so với đường xích đạo của Mặt trời. Việc hiệu chỉnh góc này sẽ cực kỳ tốn kém nếu nó phụ thuộc hoàn toàn vào động cơ điện trên tàu. Tiết kiệm nhiên liệu đảm bảo rằng sứ mệnh có đủ nguồn dự trữ cho các thao tác đưa vào quỹ đạo phức tạp khi nó đạt đến mục tiêu cuối cùng.
Giám sát dẫn đường yêu cầu độ chính xác tuyệt đối từ đội ngũ điều hành bay. Những sai lệch nhỏ trong cách tiếp cận có thể dẫn đến quỹ đạo không chính xác, đòi hỏi phải điều chỉnh đột xuất. Hệ thống nhắm mục tiêu sao tự động được thực hiện theo thông số kỹ thuật. Các máy đẩy vẫn ở chế độ chờ trong quá trình di chuyển đến gần bầu khí quyển sao Hỏa.
Hiệu chuẩn thiết bị và thu thập dữ liệu sao Hỏa
Đội ngũ kỹ thuật đã bật hệ thống quan sát trong suốt thời gian tiếp cận gần nhất. Camera đa phổ, từ kế có độ nhạy cao và quang phổ tia gamma hoạt động liên tục. Các cảm biến đã ghi lại hàng nghìn hình ảnh có độ phân giải cao về địa hình sao Hỏa và đo lường những biến đổi trong môi trường không gian xung quanh hành tinh. Thông tin này có giá trị khoa học riêng và sẽ được các nhà nghiên cứu độc lập phân tích.
Mục tiêu chính của việc kích hoạt thiết bị là kiểm tra phần cứng trong tình huống vận hành thực tế căng thẳng. Việc hiệu chỉnh các thiết bị sử dụng một thiên thể đã biết cho phép các nhà khoa học tinh chỉnh các thuật toán xử lý hình ảnh. Các kỹ thuật viên đã kiểm tra hoạt động nhiệt của các bộ phận khi tàu thăm dò đi vào và thoát ra khỏi vùng bóng do Sao Hỏa tạo ra. Hiệu suất hoàn hảo của hệ thống liên lạc cũng xác nhận khả năng truyền các gói dữ liệu nặng.
- Cách tiếp cận này đã xác nhận chức năng của máy ảnh đa phổ trong môi trường bức xạ.
- Từ kế ghi lại sự dao động trong từ trường dư của hành tinh đỏ.
- Đo từ xa hiệu ứng Doppler đã xác nhận độ chính xác đến từng milimet của điều hướng tự động.
- Thử nghiệm vận hành đã làm giảm sự không chắc chắn trong giai đoạn lập bản đồ tiểu hành tinh.
Tập hợp thông tin thu thập được đã bắt đầu được xử lý bởi các siêu máy tính của cơ quan vũ trụ. Phân tích sơ bộ chỉ ra rằng không có thành phần nào bị suy thoái khi tiếp xúc với tia vũ trụ hoặc sự thay đổi nhiệt độ khắc nghiệt. Tính toàn vẹn về cấu trúc của nền tảng không gian vẫn còn nguyên vẹn sau ứng suất cơ học do gia tốc trọng trường tạo ra. Các gói dữ liệu sẽ tiếp tục được ăng-ten của Deep Space Network tải xuống trong vài tuần tới.
Đặc điểm độc đáo của thiên thể được nhắm mục tiêu khám phá
Điểm đến cuối cùng của chuyến đi là một vật thể đơn lẻ nằm trong khu vực rộng lớn giữa quỹ đạo của Sao Hỏa và Sao Mộc. Tiểu hành tinh Psyche có đường kính tối đa khoảng 280 km và có thành phần khác thường. Các quan sát được thực hiện bằng kính thiên văn trên mặt đất cho thấy nồng độ vật liệu kim loại rất cao trong cấu trúc của nó. Cộng đồng thiên văn nghi ngờ rằng vật thể này chủ yếu được tạo thành từ sắt và niken.
Dấu hiệu vật chất này cho thấy nguồn gốc bạo lực trong những ngày đầu của hệ hành tinh của chúng ta. Các nhà nghiên cứu đang nghiên cứu giả thuyết rằng tiểu hành tinh này là lõi lộ ra của một vi thể hành tinh cổ đại đã mất đi lớp đá bên ngoài sau những vụ va chạm thảm khốc. Nghiên cứu trực tiếp cấu trúc kim loại này mang lại cơ hội chưa từng có để hiểu được quá trình hình thành hành tinh. Kiến thức thu được có thể tiết lộ những chi tiết quan trọng về lõi không thể tiếp cận của hành tinh Trái đất của chúng ta.
Không giống như các thiên thể khác đã được con người ghé thăm, được làm từ đá hoặc băng, thế giới kim loại này đòi hỏi những cách tiếp cận mới để quan sát. Bề mặt phản chiếu cao và mật độ dị thường của vật thể tạo ra thách thức cho mô hình hấp dẫn. Nhiệm vụ sẽ cần lập bản đồ từ trường địa phương để xác nhận xem tiểu hành tinh này có từng có động cơ bên trong hoạt động trong quá khứ xa xôi hay không. Dữ liệu quang phổ cũng sẽ tìm kiếm dấu vết của silicat trộn vào nền kim loại.
Lịch trình đẩy và đến nâng cao vào năm 2029
Hành trình xuyên không gian sâu thẳm phụ thuộc vào hệ thống đẩy điện mặt trời hiệu quả cao. Tàu vũ trụ sử dụng máy đẩy hiệu ứng Hall làm ion hóa khí xenon thông qua các tấm pin mặt trời khổng lồ. Cơ chế này tạo ra lực đẩy liên tục và êm ái, phát ra ánh sáng xanh đặc trưng trong chân không của không gian. Mặc dù việc tăng tốc diễn ra từ từ nhưng việc không có ma sát cho phép tàu thăm dò đạt tốc độ ấn tượng sau nhiều tháng hoạt động không ngừng nghỉ.
Dự án này là một phần trong chương trình Discovery của NASA, tập trung vào các sứ mệnh có tác động khoa học cao với ngân sách được kiểm soát chặt chẽ. Ban lãnh đạo khoa học của sứ mệnh, đứng đầu là nhà nghiên cứu Lindy Elkins-Tanton, đã tổ chức lễ kỷ niệm hoàn thành giai đoạn lập kế hoạch quan trọng này. Công việc chung giữa các trường đại học và trung tâm nghiên cứu của chính phủ đảm bảo rằng tiến độ phát triển được đáp ứng mà không có sự chậm trễ đáng kể. Phối hợp quốc tế cũng liên quan đến việc chia sẻ dữ liệu với các cơ quan đối tác châu Âu.
Sau khi rời khỏi khu vực lân cận sao Hỏa, tàu thăm dò tiếp tục giai đoạn hành trình kéo dài qua khoảng trống liên hành tinh. Dự báo chính thức cho thấy tiểu hành tinh sẽ đến vào năm 2029, khi đó các động cơ sẽ được kích hoạt theo hướng ngược lại để hãm cấu trúc. Tàu vũ trụ sẽ đi vào một loạt các quỹ đạo thấp dần để thực hiện lập bản đồ địa hình và khoáng vật học hoàn chỉnh. Kiểm soát viên bay sẽ duy trì thói quen kiểm tra định kỳ cho đến khi giai đoạn khoa học chính chính thức được khánh thành.