Thứ Ba (ngày 4 tháng 3) đang định hình là một ngày thú vị cho các nhà thám hiểm không gian, vì không chỉ một mà là hai sứ mệnh lớn của NASA dự kiến sẽ bay lên bầu trời — và điều thú vị là mặc dù tàu vũ trụ liên quan đến các sứ mệnh này khá khác nhau, bạn có thể nói rằng tất cả chúng đều có cùng một nghề: bản đồ vũ trụ.
Nhà bản đồ học thứ nhất, tên là PUNCH, sẽ lập bản đồ động lực học của mặt trời, trong khi nhà bản đồ học thứ hai, tên là SPHEREx, sẽ lập bản đồ phần còn lại của vũ trụ.
"Vũ trụ hoạt động như thế nào? Chúng ta đến đây trong vũ trụ đó như thế nào? Và chúng ta có đơn độc trong vũ trụ đó không?" Shawn Domagal-Goldman, giám đốc tạm quyền của Ban Vật lý thiên văn tại Trụ sở chính của NASA, đã suy ngẫm khi nói chuyện với các phóng viên vào thứ Ba (ngày 25 tháng 2). "Những thứ đó đủ lớn để chúng ta không thể trả lời chúng bằng một thiết bị. Chúng ta thậm chí không thể trả lời chúng bằng một nhiệm vụ. Chúng ta cần một đội tàu đầy đủ để làm điều đó, và mỗi lần chúng ta phóng một kính thiên văn mới, chúng ta đảm bảo rằng nó sẽ bổ sung vào đội tàu đó theo những cách độc đáo so với mọi thứ chúng ta đã chế tạo trước đây."
Hiện tại, vụ phóng dự kiến sẽ diễn ra từ Tổ hợp phóng 4E tại Căn cứ Không gian Vandenberg ở California không sớm hơn thứ Ba lúc 10:09 tối theo giờ miền Đông Hoa Kỳ (7:09 tối theo giờ địa phương và 0309 giờ GMT ngày 5 tháng 3). Hệ thống bốn vệ tinh của PUNCH và cấu trúc hình nón đơn của SPHEREx sẽ được đặt trên đỉnh tên lửa SpaceX Falcon 9 như một phần của Chương trình Dịch vụ Phóng của NASA, chương trình này kết nối các sứ mệnh không gian với các phương tiện phóng thương mại phù hợp.
"Heliophysics đang bắt kịp xu hướng", Joe Westlake, giám đốc Bộ phận Heliophysics tại Trụ sở chính của NASA, cho biết trong cuộc họp báo hôm thứ Ba. "[Nó] sẽ cùng với vụ phóng SPHEREx và thực sự cung cấp giá trị đó cho người nộp thuế Hoa Kỳ, khi hai sứ mệnh này cùng nhau thực hiện".
"Tôi nghĩ PUNCH sẽ cách mạng hóa sự hiểu biết vật lý của chúng ta về các sự kiện thời tiết không gian và cách chúng lan truyền qua nhật quyển bên trong trên đường đến Trái đất", Nicholeen Viall, nhà khoa học của sứ mệnh PUNCH tại Trung tâm bay không gian Goddard của NASA ở Maryland, nói với các phóng viên trong cuộc họp báo.
Ví dụ, đôi khi các vụ phun trào mặt trời — các đốm plasma phun ra từ bề mặt ngôi sao của chúng ta — có thể vỡ ra và bắn vào không gian. Đây được gọi là sự phóng vật chất vành nhật hoa, hay CME. Và nhờ khả năng phân cực ánh sáng của nó, sứ mệnh PUNCH sẽ có thể hiểu được hướng mà một CME như vậy đang di chuyển.
Như Viall đã giải thích, các vệ tinh cảnh giác của họ đóng quân xung quanh hành tinh của chúng ta sẽ có thể vẽ nên bức tranh về việc liệu một CME đang tiến về Trái đất hay hướng đến nơi khác trong hệ mặt trời của chúng ta. Đây sẽ không phải là tàu vũ trụ đầu tiên xử lý ánh sáng phân cực — nhóm PUNCH đã nhấn mạnh rằng tàu vũ trụ STEREO chắc chắn đã làm như vậy — nhưng nó có thể có độ phân giải liên quan đến ánh sáng phân cực tốt nhất.
"STEREO đã nhìn vào ánh sáng phân cực và đã nhìn vào toàn bộ hệ mặt trời bên trong, nhưng không phải với độ phân giải này — thậm chí không gần bằng", Viall cho biết. "Chúng tôi đang làm tốt hơn 100 lần so với những gì STEREO đã làm, và chúng tôi đang đi và nhìn qua các cực, và điều đó đòi hỏi một lượng nhạy cảm cực lớn."
Giống như JWST, SPHEREx sẽ nhìn ra vũ trụ hồng ngoại.
Điều này có nghĩa là nó sẽ hoạt động với các bước sóng ánh sáng hồng ngoại đến từ các phần bí ẩn của vũ trụ để làm sáng tỏ những gì đã xảy ra trong những khoảnh khắc hỗn loạn đầu tiên của thời gian. Tuy nhiên, không giống như JWST, tạo ra những bức chân dung có độ sâu cao của các phần tương đối nhỏ của bầu trời, SPHEREx đang phát triển lớn hơn. Nó sẽ có thể chụp được những hình ảnh góc rộng, bao quát toàn bộ bầu trời đêm.
"Hãy tưởng tượng bạn là một nhiếp ảnh gia muốn chụp ảnh động vật hoang dã trong rừng", Domagal-Goldman cho biết. "Bạn có thể dùng một chiếc máy ảnh được thiết kế để phóng to một cái cây, hoặc thậm chí là một tổ chim và những quả trứng bên trong tổ chim trên cây — đó là những gì James Webb làm. Những gì SPHEREx làm là ống kính toàn cảnh. Nó sẽ không cung cấp cho chúng ta quả trứng trong tổ chim trên cây. Nó sẽ cung cấp cho chúng ta khu rừng và tất cả các cây bên trong đó."
"Chúng tôi sẽ tạo ra 102 bản đồ ở 102 bước sóng sau mỗi sáu tháng", Phil Korngut, nhà khoa học về thiết bị SPHEREx tại Viện Công nghệ California ở Pasadena, nói với các phóng viên trong cuộc họp báo hôm thứ Ba.
Với mục tiêu như vậy, Domagal-Goldman cho biết SPHEREx sẽ có thể giúp trả lời ba câu hỏi chính trong thiên văn học. Câu hỏi đầu tiên liên quan đến sự phình to của vũ trụ, hay cách cực đoan mà vũ trụ của chúng ta dường như "phình to" ngay sau khi Vụ nổ lớn gây ra sự khởi đầu của thời gian. Tóm lại, làm thế nào – và tại sao – vũ trụ lại mở rộng gấp hàng nghìn tỷ lần, từ kích thước của một nguyên tử đến không gian mà chúng ta thấy ngày nay, chỉ trong tích tắc?
"Nếu chúng ta có thể tạo ra bản đồ về diện mạo của vũ trụ ngày nay và hiểu được cấu trúc đó, chúng ta có thể liên hệ nó với những khoảnh khắc ban đầu ngay sau Vụ nổ lớn", Korngut cho biết. "Vì vậy, những thang đo lớn nhất có thể tưởng tượng được trên hàng tỷ năm ánh sáng được gắn với những thang đo nhỏ nhất có thể tưởng tượng được, chỉ là một phần rất nhỏ của một nguyên tử."
Trong khi đó, câu hỏi thứ hai liên quan đến sự tiến hóa của các thiên hà, và câu hỏi cuối cùng xoay quanh nguồn gốc của nước và băng trong vũ trụ của chúng ta.
Câu chuyện liên quan:
— Các mảnh vỡ tên lửa SpaceX Falcon 9 tạo ra quả cầu lửa ấn tượng trên bầu trời châu Âu, rơi xuống Ba Lan (video)
— Kính viễn vọng không gian hồng ngoại 'SPHEREx' của NASA sẽ được phóng vào tuần này. Đây là lý do tại sao nó là một vấn đề lớn
— NASA sẽ phóng một sứ mệnh mặt trời mới trong tháng này: 'PUNCH sẽ chứng kiến nhật thực toàn phần'
"Nước ở đâu vậy? Trên Trái đất, chúng ta biết rằng mọi sinh vật sống đều cần nước để tồn tại, nhưng làm thế nào và khi nào nước đến đây? Và điều đó có thể hoạt động như thế nào đối với các hành tinh xung quanh các ngôi sao khác?" Rachel Akeson, người đứng đầu trung tâm dữ liệu khoa học SPHEREx tại Caltech/IPAC, đã phát biểu trong buổi họp báo.
Như tôi chắc chắn rằng bài viết này đã nêu rõ, cả PUNCH và SPHEREx chỉ riêng sự tồn tại của chúng đã bắt đầu gây ra vô số câu hỏi trong số các nhà khoa học — và nếu những nhà thám hiểm không gian này xoay sở để hoàn thành số phận của họ và dẫn dắt nhân loại đến một số câu trả lời được chờ đợi từ lâu, tôi hy vọng những người tạo ra chúng sẽ nhớ đến ngày tuyệt vời đó là ngày 4 tháng 3 năm 2025.
Bản cập nhật của biên tập viên ngày 26/2: Bài viết này đã được chỉnh sửa lúc 4:55 chiều. ET với lịch trình phóng được NASA cập nhật.
Bản cập nhật của biên tập viên ngày 28/2: Bài viết này đã được cập nhật để phản ánh thông tin phóng mới nhất cho sứ mệnh này.
Nhà bản đồ học thứ nhất, tên là PUNCH, sẽ lập bản đồ động lực học của mặt trời, trong khi nhà bản đồ học thứ hai, tên là SPHEREx, sẽ lập bản đồ phần còn lại của vũ trụ.
"Vũ trụ hoạt động như thế nào? Chúng ta đến đây trong vũ trụ đó như thế nào? Và chúng ta có đơn độc trong vũ trụ đó không?" Shawn Domagal-Goldman, giám đốc tạm quyền của Ban Vật lý thiên văn tại Trụ sở chính của NASA, đã suy ngẫm khi nói chuyện với các phóng viên vào thứ Ba (ngày 25 tháng 2). "Những thứ đó đủ lớn để chúng ta không thể trả lời chúng bằng một thiết bị. Chúng ta thậm chí không thể trả lời chúng bằng một nhiệm vụ. Chúng ta cần một đội tàu đầy đủ để làm điều đó, và mỗi lần chúng ta phóng một kính thiên văn mới, chúng ta đảm bảo rằng nó sẽ bổ sung vào đội tàu đó theo những cách độc đáo so với mọi thứ chúng ta đã chế tạo trước đây."
Hiện tại, vụ phóng dự kiến sẽ diễn ra từ Tổ hợp phóng 4E tại Căn cứ Không gian Vandenberg ở California không sớm hơn thứ Ba lúc 10:09 tối theo giờ miền Đông Hoa Kỳ (7:09 tối theo giờ địa phương và 0309 giờ GMT ngày 5 tháng 3). Hệ thống bốn vệ tinh của PUNCH và cấu trúc hình nón đơn của SPHEREx sẽ được đặt trên đỉnh tên lửa SpaceX Falcon 9 như một phần của Chương trình Dịch vụ Phóng của NASA, chương trình này kết nối các sứ mệnh không gian với các phương tiện phóng thương mại phù hợp.
"Heliophysics đang bắt kịp xu hướng", Joe Westlake, giám đốc Bộ phận Heliophysics tại Trụ sở chính của NASA, cho biết trong cuộc họp báo hôm thứ Ba. "[Nó] sẽ cùng với vụ phóng SPHEREx và thực sự cung cấp giá trị đó cho người nộp thuế Hoa Kỳ, khi hai sứ mệnh này cùng nhau thực hiện".
Một nhà thám hiểm mặt trời mới bước vào biệt thự
Nhiệm vụ PUNCH, viết tắt của Polarimeter to Unify the Corona and Heliosphere, bao gồm bốn vệ tinh nhỏ — ba máy ảnh trường rộng và một máy ảnh trường hẹp — sẽ được bố trí xung quanh Trái đất. Cùng nhau, chúng được xây dựng để tạo ra chế độ xem 3D về bầu khí quyển bên ngoài của mặt trời, hay còn gọi là corona, khi nó biến thành gió mặt trời lấp đầy bong bóng khổng lồ của khu vực lân cận vũ trụ của chúng ta, được gọi là nhật quyển. Hơn nữa, nó sẽ thực hiện điều đó bằng cách khai thác các mẫu ánh sáng phân cực, về cơ bản có nghĩa là nó có thể tiết lộ hướng của các đặc điểm khác nhau trong nhật quyển."Tôi nghĩ PUNCH sẽ cách mạng hóa sự hiểu biết vật lý của chúng ta về các sự kiện thời tiết không gian và cách chúng lan truyền qua nhật quyển bên trong trên đường đến Trái đất", Nicholeen Viall, nhà khoa học của sứ mệnh PUNCH tại Trung tâm bay không gian Goddard của NASA ở Maryland, nói với các phóng viên trong cuộc họp báo.
Ví dụ, đôi khi các vụ phun trào mặt trời — các đốm plasma phun ra từ bề mặt ngôi sao của chúng ta — có thể vỡ ra và bắn vào không gian. Đây được gọi là sự phóng vật chất vành nhật hoa, hay CME. Và nhờ khả năng phân cực ánh sáng của nó, sứ mệnh PUNCH sẽ có thể hiểu được hướng mà một CME như vậy đang di chuyển.
Như Viall đã giải thích, các vệ tinh cảnh giác của họ đóng quân xung quanh hành tinh của chúng ta sẽ có thể vẽ nên bức tranh về việc liệu một CME đang tiến về Trái đất hay hướng đến nơi khác trong hệ mặt trời của chúng ta. Đây sẽ không phải là tàu vũ trụ đầu tiên xử lý ánh sáng phân cực — nhóm PUNCH đã nhấn mạnh rằng tàu vũ trụ STEREO chắc chắn đã làm như vậy — nhưng nó có thể có độ phân giải liên quan đến ánh sáng phân cực tốt nhất.
"STEREO đã nhìn vào ánh sáng phân cực và đã nhìn vào toàn bộ hệ mặt trời bên trong, nhưng không phải với độ phân giải này — thậm chí không gần bằng", Viall cho biết. "Chúng tôi đang làm tốt hơn 100 lần so với những gì STEREO đã làm, và chúng tôi đang đi và nhìn qua các cực, và điều đó đòi hỏi một lượng nhạy cảm cực lớn."
Người em trai của Kính viễn vọng không gian James Webb
Mặt khác, bạn có sứ mệnh SPHEREx, viết tắt của Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization và Ices Explorer. Các nhà khoa học thích so sánh SPHEREx với thứ mà bạn có thể đã quen thuộc: Kính viễn vọng không gian James Webb. Đây là lý do tại sao.Giống như JWST, SPHEREx sẽ nhìn ra vũ trụ hồng ngoại.
Điều này có nghĩa là nó sẽ hoạt động với các bước sóng ánh sáng hồng ngoại đến từ các phần bí ẩn của vũ trụ để làm sáng tỏ những gì đã xảy ra trong những khoảnh khắc hỗn loạn đầu tiên của thời gian. Tuy nhiên, không giống như JWST, tạo ra những bức chân dung có độ sâu cao của các phần tương đối nhỏ của bầu trời, SPHEREx đang phát triển lớn hơn. Nó sẽ có thể chụp được những hình ảnh góc rộng, bao quát toàn bộ bầu trời đêm.
"Hãy tưởng tượng bạn là một nhiếp ảnh gia muốn chụp ảnh động vật hoang dã trong rừng", Domagal-Goldman cho biết. "Bạn có thể dùng một chiếc máy ảnh được thiết kế để phóng to một cái cây, hoặc thậm chí là một tổ chim và những quả trứng bên trong tổ chim trên cây — đó là những gì James Webb làm. Những gì SPHEREx làm là ống kính toàn cảnh. Nó sẽ không cung cấp cho chúng ta quả trứng trong tổ chim trên cây. Nó sẽ cung cấp cho chúng ta khu rừng và tất cả các cây bên trong đó."
"Chúng tôi sẽ tạo ra 102 bản đồ ở 102 bước sóng sau mỗi sáu tháng", Phil Korngut, nhà khoa học về thiết bị SPHEREx tại Viện Công nghệ California ở Pasadena, nói với các phóng viên trong cuộc họp báo hôm thứ Ba.
Với mục tiêu như vậy, Domagal-Goldman cho biết SPHEREx sẽ có thể giúp trả lời ba câu hỏi chính trong thiên văn học. Câu hỏi đầu tiên liên quan đến sự phình to của vũ trụ, hay cách cực đoan mà vũ trụ của chúng ta dường như "phình to" ngay sau khi Vụ nổ lớn gây ra sự khởi đầu của thời gian. Tóm lại, làm thế nào – và tại sao – vũ trụ lại mở rộng gấp hàng nghìn tỷ lần, từ kích thước của một nguyên tử đến không gian mà chúng ta thấy ngày nay, chỉ trong tích tắc?
"Nếu chúng ta có thể tạo ra bản đồ về diện mạo của vũ trụ ngày nay và hiểu được cấu trúc đó, chúng ta có thể liên hệ nó với những khoảnh khắc ban đầu ngay sau Vụ nổ lớn", Korngut cho biết. "Vì vậy, những thang đo lớn nhất có thể tưởng tượng được trên hàng tỷ năm ánh sáng được gắn với những thang đo nhỏ nhất có thể tưởng tượng được, chỉ là một phần rất nhỏ của một nguyên tử."
Trong khi đó, câu hỏi thứ hai liên quan đến sự tiến hóa của các thiên hà, và câu hỏi cuối cùng xoay quanh nguồn gốc của nước và băng trong vũ trụ của chúng ta.
Câu chuyện liên quan:
— Các mảnh vỡ tên lửa SpaceX Falcon 9 tạo ra quả cầu lửa ấn tượng trên bầu trời châu Âu, rơi xuống Ba Lan (video)
— Kính viễn vọng không gian hồng ngoại 'SPHEREx' của NASA sẽ được phóng vào tuần này. Đây là lý do tại sao nó là một vấn đề lớn
— NASA sẽ phóng một sứ mệnh mặt trời mới trong tháng này: 'PUNCH sẽ chứng kiến nhật thực toàn phần'
"Nước ở đâu vậy? Trên Trái đất, chúng ta biết rằng mọi sinh vật sống đều cần nước để tồn tại, nhưng làm thế nào và khi nào nước đến đây? Và điều đó có thể hoạt động như thế nào đối với các hành tinh xung quanh các ngôi sao khác?" Rachel Akeson, người đứng đầu trung tâm dữ liệu khoa học SPHEREx tại Caltech/IPAC, đã phát biểu trong buổi họp báo.
Như tôi chắc chắn rằng bài viết này đã nêu rõ, cả PUNCH và SPHEREx chỉ riêng sự tồn tại của chúng đã bắt đầu gây ra vô số câu hỏi trong số các nhà khoa học — và nếu những nhà thám hiểm không gian này xoay sở để hoàn thành số phận của họ và dẫn dắt nhân loại đến một số câu trả lời được chờ đợi từ lâu, tôi hy vọng những người tạo ra chúng sẽ nhớ đến ngày tuyệt vời đó là ngày 4 tháng 3 năm 2025.
Bản cập nhật của biên tập viên ngày 26/2: Bài viết này đã được chỉnh sửa lúc 4:55 chiều. ET với lịch trình phóng được NASA cập nhật.
Bản cập nhật của biên tập viên ngày 28/2: Bài viết này đã được cập nhật để phản ánh thông tin phóng mới nhất cho sứ mệnh này.
