Ngày 20/10, Nhật Bản phóng thành công tàu vũ trụ lên đường khám phá hai vệ tinh bí ẩn của Sao Hỏa mang tên Deimos và Phobos, mở đầu sứ mệnh kéo dài 5 năm nhằm thu thập và đưa các mẫu đất, đá từ vệ tinh Phobos về Trái Đất vào năm 2031.
Năm cơ quan vũ trụ trên thế giới phối hợp triển khai sứ mệnh đầy tham vọng này, với mục tiêu đưa một thiết bị thăm dò tự động cùng xe tự hành đáp xuống Phobos, vệ tinh lớn hơn và nằm gần Sao Hỏa hơn trong số hai vệ tinh tự nhiên của hành tinh đỏ.
Cơ quan Thám hiểm Hàng không Vũ trụ Nhật Bản (JAXA) chủ trì sứ mệnh và thực hiện vụ phóng trước bình minh tại trung tâm vũ trụ chính của nước này trên đảo Tanegashima.
Khoảng 1 giờ sau khi phóng, các quan chức Nhật Bản xác nhận tàu vũ trụ đã tách khỏi tầng trên của tên lửa theo đúng kế hoạch. Các nhân viên điều khiển bay đứng dậy vỗ tay, bắt tay và ôm nhau ăn mừng thành công bước đầu.
Sứ mệnh chưa từng có trong lịch sử khám phá sao hỏa
Trong 50 năm qua, Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ (NASA) đã đưa thành công 9 tàu vũ trụ đáp xuống sao hỏa. Trung Quốc cũng đạt được thành tựu tương tự vào năm 2021. Tuy nhiên, đến nay, chưa quốc gia nào đưa tàu đáp xuống Phobos hoặc Deimos, hai vệ tinh tự nhiên của sao hỏa. Giới khoa học cũng chưa từng đưa mẫu vật từ sao hỏa hay các vệ tinh của hành tinh này về trái đất.
Nếu sứ mệnh thành công, các mẫu bụi, đất và đá từ Phobos sẽ trở về trái đất vào năm 2031. Nhà vật lý thiên văn Tom Statler của NASA, người tham gia dự án, cho biết sứ mệnh mang lại cảm giác phấn khích và kỳ vọng đặc biệt lớn đối với giới nghiên cứu.
Nhật Bản có lợi thế kinh nghiệm khi từng 2 lần thu thập thành công mẫu vật từ các tiểu hành tinh và đưa về trái đất.
Đưa xe tự hành lên vệ tinh Phobos
Phobos có hình dạng không đều, gần giống củ khoai tây, với đường kính khoảng 22km. Các nhà khoa học kỳ vọng việc phân tích mẫu vật từ vệ tinh này sẽ giúp giải thích quá trình hình thành hai vệ tinh của sao hỏa, cũng như những vệ tinh khác trong hệ mặt trời.
Sứ mệnh mang tên MMX (Martian Moons Exploration), với tổng kinh phí khoảng 578 triệu USD, sử dụng tàu vũ trụ nặng 5 tấn và dự kiến tiếp cận sao hỏa vào cuối mùa hè năm 2027.
Sau khi đến nơi, tàu sẽ di chuyển đồng bộ với quỹ đạo của Phobos quanh sao hỏa, trước khi thả xe tự hành Idefix do Pháp và Đức phối hợp phát triển. Tên gọi Idefix lấy cảm hứng từ chú chó nhỏ màu trắng trong bộ truyện tranh nổi tiếng Asterix.
Với kích thước không lớn hơn một chiếc lò vi sóng, Idefix sẽ được thả xuống bề mặt Phobos. Do trọng lực tại đây cực kỳ yếu, xe có thể nảy lên nhiều lần trong vài phút trước khi ổn định vị trí.
Xe tự hành có bốn bánh và hệ thống giúp tự điều chỉnh tư thế nếu tiếp đất trong tình trạng lật ngược. Tuy nhiên, ông Julien Baroukh thuộc Cơ quan Vũ trụ Pháp cho biết thiết bị có thể gặp khó khăn nếu lún sâu vào lớp đất mềm hoặc mắc kẹt giữa các tảng đá.
Sau khi mở các tấm pin năng lượng mặt trời, xe không còn khả năng tự điều chỉnh tư thế. Vì vậy, các nhà khoa học thiết kế Idefix di chuyển với tốc độ rất chậm, chỉ khoảng 1mm/giây.
Theo ông Baroukh, Idefix sẽ đảm nhiệm vai trò trinh sát, khảo sát bề mặt Phobos trong khoảng 100 ngày nhằm xác định những khu vực an toàn cho hoạt động thu thập mẫu vật.
Dự kiến đưa mẫu vật về trái đất năm 2031
Các chuyên gia Nhật Bản muốn tránh những khu vực có lớp đất quá mịn hoặc địa hình gồ ghề khi đưa thiết bị đổ bộ chính, với bốn chân cố định, xuống bề mặt Phobos vào cuối năm 2028 hoặc trong năm 2029.
Thiết bị này dự kiến chỉ hoạt động trên bề mặt vệ tinh khoảng 2 giờ, sử dụng hệ thống khoan và hút để thu thập ít nhất 10 gram vật liệu. Sau đó, tàu sẽ rời Phobos, thực hiện một số chuyến bay ngang qua Deimos để nghiên cứu vệ tinh thứ 2 của sao hỏa.
Theo kế hoạch, tàu sẽ rời khu vực sao hỏa vào năm 2030 và trở về trái đất trong năm 2031, mang theo khoang chứa mẫu vật đáp xuống một vùng sa mạc tại Australia.
Giới chuyên gia đánh giá đây là nhiệm vụ có độ rủi ro cao, do lịch sử khám phá sao hỏa từng ghi nhận nhiều thất bại. Ngay cả tên gọi của hai vệ tinh cũng gợi liên tưởng đến những thách thức: Trong tiếng Hy Lạp, Phobos mang nghĩa là nỗi sợ hãi, còn Deimos có nghĩa là sự kinh hoàng. Theo thần thoại Hy Lạp, đây là hai người con sinh đôi của thần chiến tranh Ares, tương ứng với thần Mars trong thần thoại La Mã.
Nga từng thất bại trong cả 3 nỗ lực thám hiểm Phobos cùng nhiều sứ mệnh khác hướng tới sao hỏa. Nhật Bản cũng không thành công trong lần thám hiểm sao hỏa trước đây khi tàu vũ trụ không thể đi vào quỹ đạo hành tinh đỏ. NASA cũng trải qua không ít thất bại trong quá trình tìm kiếm lời giải cho câu hỏi liệu sự sống từng tồn tại trên sao hỏa hay không.
Tìm hiểu nguồn gốc hai vệ tinh của sao hỏa
Thông qua nghiên cứu Phobos và Deimos, các nhà khoa học hy vọng xác định được nguồn gốc của hai vệ tinh này. Một giả thuyết cho rằng chúng hình thành từ vật chất còn lại sau vụ va chạm giữa sao hỏa và một thiên thể lớn trong quá khứ xa xưa.
Giả thuyết khác nhận định Phobos và Deimos vốn là những tiểu hành tinh di chuyển trong không gian, sau đó chịu tác động của lực hấp dẫn sao hỏa và trở thành vệ tinh của hành tinh này.
Dù giả thuyết nào chính xác, giới nghiên cứu vẫn kỳ vọng tìm thấy dấu vết vật chất từ sao hỏa trên Phobos.
Điều đó có nghĩa các mẫu vật từ Phobos có thể đồng thời cung cấp thông tin về chính vệ tinh này và sao hỏa, góp phần làm sáng tỏ quá trình hình thành các hành tinh, vệ tinh, thậm chí những điều kiện cần thiết cho sự sống.
Quyền Giám đốc bộ phận khoa học hành tinh của NASA, bà Lindsay Hays, cho biết kết quả nghiên cứu sẽ hỗ trợ công tác chuẩn bị cho các sứ mệnh khám phá sao hỏa trong tương lai, bao gồm cả những chuyến bay có phi hành gia.
Ông Markus Grebenstein, người phụ trách xe tự hành của Cơ quan Vũ trụ Đức, đánh giá đây là cơ hội hiếm có khi các nhà khoa học được tham gia sứ mệnh đầu tiên đưa mẫu vật từ hệ thống sao hỏa về trái đất.
Cuộc đua đưa mẫu vật từ hệ sao hỏa về trái đất
Nhật Bản không phải quốc gia duy nhất theo đuổi mục tiêu thu thập mẫu vật từ hệ thống sao hỏa. Trung Quốc dự kiến phóng sứ mệnh đưa mẫu vật từ sao hỏa về trái đất vào năm 2028. Trong khi đó, NASA vẫn đang xem xét phương án thu hồi hơn 30 ống chứa mẫu vật mà xe tự hành Perseverance đã thu thập trên bề mặt hành tinh đỏ. Perseverance hiện giữ kỷ lục về quãng đường di chuyển của xe tự hành ngoài trái đất.
Cả Nhật Bản và Trung Quốc đều đặt mục tiêu đưa mẫu vật từ hệ thống sao hỏa về trái đất trong năm 2031, mở ra cuộc cạnh tranh đáng chú ý trong lĩnh vực khám phá không gian.
Về kinh phí, Nhật Bản đóng góp 350 triệu USD cho sứ mệnh MMX. NASA hỗ trợ 87 triệu USD, Cơ quan Vũ trụ Pháp đóng góp khoảng 68 triệu USD, Cơ quan Vũ trụ Đức khoảng 56 triệu USD và Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) khoảng 17 triệu USD.
Sứ mệnh MMX không chỉ đánh dấu bước tiến mới của Nhật Bản trong nghiên cứu không gian mà còn thể hiện nỗ lực hợp tác quốc tế nhằm tìm hiểu lịch sử hình thành và phát triển của hệ mặt trời.
