Kính viễn vọng không gian Hubble vẫn hoạt động mạnh mẽ nhờ thiết kế, hoạt động và nhóm khoa học tuyệt vời — cùng đội ngũ phi hành gia đi bộ ngoài không gian.
Hubble được phóng lên quỹ đạo Trái đất cách đây 35 năm (ngày 24 tháng 4) với một gương chính bị lỗi, một khiếm khuyết làm mờ hình ảnh khiến kính thiên văn trở thành trò cười và khiến toàn bộ sứ mệnh đầy tham vọng của nó gặp nguy hiểm.
Nhưng Hubble được thiết kế để bảo dưỡng trên quỹ đạo và các phi hành gia đã làm như vậy trong một sứ mệnh tàu con thoi vào tháng 12 năm 1993. Họ đã khắc phục sự cố gương, mang lại cho Hubble tầm nhìn xa 20/20 giúp đài quan sát này trở thành một cường quốc khoa học và là đại sứ cho vẻ đẹp và sự kỳ diệu của vũ trụ.
Nhưng đó không phải là kết thúc của sự ôm ấp Hubble: Các phi hành gia đã đến thăm đài quan sát thêm bốn lần nữa, trên các chuyến bay tàu con thoi vào tháng 2 năm 1997, tháng 12 năm 1999, tháng 3 năm 2002 và tháng 5 năm 2009.
Những người đi bộ ngoài không gian đã thực hiện nhiều công việc khác nhau trong các nhiệm vụ bảo dưỡng này, từ lắp đặt các thiết bị khoa học mới và cải tiến đến thay thế phần cứng quan trọng như con quay hồi chuyển, các thiết bị cho phép Hubble hướng chính xác đến mục tiêu của nó. Những nỗ lực kết hợp của họ đã giúp nhiệm vụ tiếp tục hoạt động trong ba thập kỷ rưỡi (và vẫn đang tiếp tục).
Liên quan: Sửa chữa Kính viễn vọng Không gian Hubble: Dòng thời gian về các nhiệm vụ bảo dưỡng tàu con thoi của NASA
Nhưng Hubble đang cho thấy những dấu hiệu của tuổi tác cao. Ví dụ, năm ngoái, nhóm nhiệm vụ đã chuyển phạm vi sang chế độ một con quay hồi chuyển sau khi một trong những thiết bị khác bị hỏng. (Hai trong số sáu con quay hồi chuyển của Hubble hiện đang hoạt động, nhưng nhóm nghiên cứu đã cất thiết bị còn lại lên kệ để dành cho mục đích sử dụng sau này.) Hubble vẫn có thể tập trung đôi mắt tinh tường của mình vào các mục tiêu, nhưng giờ đây, phạm vi mất nhiều thời gian hơn để chuyển từ vật thể này sang vật thể khác.
Tuy nhiên, điều đáng lo ngại hơn là sự suy giảm quỹ đạo không thể tránh khỏi của đài quan sát: Khi Hubble quay quanh Trái đất, các phân tử mỏng, phân tán ở độ cao của nó tạo ra ma sát, kéo phạm vi xuống chậm nhưng liên tục.
Tàu con thoi Discovery đã triển khai Hubble ở độ cao 380 dặm (610 km) vào ngày 24 tháng 4 năm 1990. Phạm vi hiện đang quay quanh khoảng 326 dặm (525 km) so với hành tinh — và đó là sau năm nhiệm vụ bảo dưỡng, mỗi nhiệm vụ đều giúp Hubble tăng độ cao một chút.
Lực cản của khí quyển tăng tốc khi bạn xuống thấp hơn, vì không khí ngày càng dày hơn. NASA ước tính rằng Hubble sẽ bị kéo xuống và chết cháy chỉ trong khoảng 10 năm nữa nếu không có biện pháp nào được thực hiện.
Nhưng có thể làm được điều gì đó — ít nhất là về mặt lý thuyết. Năm 2022, phi hành gia tư nhân SpaceX và doanh nhân tỷ phú Jared Isaacman đã đề xuất phóng một sứ mệnh tư nhân để tăng cường và có thể sửa chữa và nâng cấp kính thiên văn nổi tiếng này.
Sứ mệnh như vậy sẽ sử dụng tên lửa SpaceX Falcon 9 và tàu vũ trụ Dragon chở phi hành đoàn. Nó được đưa ra như một phần có thể có của Chương trình Polaris, một loạt các chuyến bay vũ trụ quỹ đạo tư nhân mà Isaacman đang tổ chức, tài trợ và chỉ huy.
Isaacman là một người chơi nghiêm túc; ông đã chỉ huy Inspiration4 của SpaceX, chuyến bay quỹ đạo có người lái hoàn toàn tư nhân đầu tiên, được phóng vào tháng 9 năm 2021. Vì vậy, NASA đã xem xét nghiêm túc đề xuất này, tổ chức một nghiên cứu và yêu cầu các công ty khác cũng gửi ý tưởng của họ.
Tuy nhiên, năm ngoái, cơ quan này đã thông báo rằng họ đã thông qua sứ mệnh tăng cường Hubble của SpaceX-Isaacman, nói rằng rủi ro có vẻ lớn hơn lợi ích tiềm năng.
Rốt cuộc, các quy trình gặp gỡ và ghép nối hoàn toàn mới sẽ phải được thiết kế cho Dragon, vốn không được thiết kế để phục vụ Hubble; khoang tàu không có cánh tay rô-bốt và không có khoang khí, và nó không hỗ trợ một chuyến đi bộ ngoài không gian nào vào thời điểm NASA đưa ra quyết định. (NASA đã cho nghỉ hưu đội tàu con thoi của mình vào năm 2011, vì vậy việc sử dụng lại một trong những tàu quỹ đạo có cánh không phải là một lựa chọn.)
Mất mát kiến thức của tổ chức cũng là một vấn đề; nhiệm vụ bảo dưỡng Hubble gần đây nhất diễn ra cách đây gần 16 năm, vì vậy nhiều người đã vạch ra một nỗ lực phức tạp như vậy đã nghỉ hưu hoặc chuyển sang các công việc khác.
Những lo lắng cụ thể cũng được lồng ghép vào những lo ngại chung này. Ví dụ, các quan chức NASA lưu ý rằng khí thải từ động cơ đẩy của Dragon có khả năng làm ô nhiễm quang học siêu nhạy của Hubble.
Nhưng quyết định của cơ quan này không phải là một câu trả lời "không" vĩnh viễn, bao trùm. Các quan chức NASA nhấn mạnh vào thời điểm đó rằng họ sẽ sẵn sàng xem xét lại kế hoạch nếu và khi tỷ lệ rủi ro-phần thưởng thay đổi — chẳng hạn như khi ngày hạ cánh của Hubble gần hơn, hoặc nếu phạm vi gặp phải một số trở ngại.
"Mặc dù việc tăng tốc là một lựa chọn cho tương lai, chúng tôi nghĩ rằng chúng tôi cần phải thực hiện một số công việc bổ sung để xác định liệu lợi nhuận khoa học dài hạn có lớn hơn rủi ro khoa học ngắn hạn hay không", Mark Clampin, giám đốc Bộ phận Vật lý thiên văn của NASA, cho biết vào ngày 4 tháng 6 năm 2024, trong một cuộc họp báo về con quay hồi chuyển mới bị hỏng của Hubble và quyết định chuyển sang hoạt động một con quay hồi chuyển.
Liên quan: Kính viễn vọng không gian Hubble tròn 35 tuổi khi NASA đang cắt giảm ngân sách. Nó sẽ có thêm bao nhiêu sinh nhật nữa?
Các bài viết liên quan:
— Kính viễn vọng không gian Hubble: Hình ảnh, sự kiện & history
— Một tỷ phú muốn cứu Kính viễn vọng Hubble — đây là lý do tại sao NASA đã lịch sự từ chối
— Những bức ảnh đẹp nhất mọi thời đại của Kính viễn vọng Không gian Hubble
Và tình hình sắp thay đổi, theo một cách khác có thể tạo điều kiện thuận lợi cho một sứ mệnh tăng cường Hubble tư nhân: Isaacman đang xếp hàng để trở thành người đứng đầu tiếp theo của NASA.
Tổng thống Donald Trump đã đề cử Isaacman vào vị trí này vào Ngày nhậm chức, và Ủy ban Thương mại, Khoa học và Giao thông vận tải của Thượng viện Hoa Kỳ đã tổ chức một phiên điều trần xác nhận cho ông vào đầu tháng này. Mọi thứ có vẻ diễn ra tốt đẹp và Isaacman dường như đang trên đường nắm quyền điều hành NASA trong những tuần tới.
Không rõ liệu Isaacman có thúc đẩy một cái nhìn khác về một sứ mệnh tăng cường Hubble tư nhân nếu được xác nhận là người quản lý NASA hay không. Nhưng rõ ràng là ông tin tưởng mạnh mẽ vào giá trị của một kế hoạch như vậy.
"Nếu một nhiệm vụ được thực hiện và tôi vui vẻ tài trợ cho nó, tôi tin rằng nó sẽ dẫn đến sự phát triển các khả năng có lợi cho tương lai của không gian thương mại và theo đó mang lại cho Hubble một cuộc sống mới", Isaacman đã viết trong bài đăng trên X vào năm ngoái, sau khi NASA đưa ra quyết định.
Ông ấy và các chuyến bay vũ trụ tư nhân cũng đã có những bước tiến kể từ đó. Isaacman đã tài trợ và chỉ huy Polaris Dawn, một chuyến bay tư nhân của SpaceX bay quanh Trái đất trong gần năm ngày vào tháng 9 năm ngoái.
Trong Polaris Dawn, chuyến bay đầu tiên của Chương trình Polaris, Isaacman và ba thành viên phi hành đoàn của ông đã đi xa Trái đất hơn bất kỳ ai kể từ kỷ nguyên Apollo. Nhiệm vụ này cũng thực hiện chuyến đi bộ ngoài không gian tư nhân đầu tiên, giới thiệu thiết bị và bí quyết có khả năng được sử dụng trong nhiệm vụ bảo dưỡng Hubble.
Liệu một nhiệm vụ như vậy có bao giờ được bật đèn xanh không? Chúng ta không biết, nhưng chắc chắn là đáng để theo dõi, đặc biệt là khi Hubble tiếp tục già đi và bầu khí quyển của Trái đất kéo nó ngày càng gần đến cái chết trong biển lửa.
Hubble được phóng lên quỹ đạo Trái đất cách đây 35 năm (ngày 24 tháng 4) với một gương chính bị lỗi, một khiếm khuyết làm mờ hình ảnh khiến kính thiên văn trở thành trò cười và khiến toàn bộ sứ mệnh đầy tham vọng của nó gặp nguy hiểm.
Nhưng Hubble được thiết kế để bảo dưỡng trên quỹ đạo và các phi hành gia đã làm như vậy trong một sứ mệnh tàu con thoi vào tháng 12 năm 1993. Họ đã khắc phục sự cố gương, mang lại cho Hubble tầm nhìn xa 20/20 giúp đài quan sát này trở thành một cường quốc khoa học và là đại sứ cho vẻ đẹp và sự kỳ diệu của vũ trụ.
Nhưng đó không phải là kết thúc của sự ôm ấp Hubble: Các phi hành gia đã đến thăm đài quan sát thêm bốn lần nữa, trên các chuyến bay tàu con thoi vào tháng 2 năm 1997, tháng 12 năm 1999, tháng 3 năm 2002 và tháng 5 năm 2009.
Những người đi bộ ngoài không gian đã thực hiện nhiều công việc khác nhau trong các nhiệm vụ bảo dưỡng này, từ lắp đặt các thiết bị khoa học mới và cải tiến đến thay thế phần cứng quan trọng như con quay hồi chuyển, các thiết bị cho phép Hubble hướng chính xác đến mục tiêu của nó. Những nỗ lực kết hợp của họ đã giúp nhiệm vụ tiếp tục hoạt động trong ba thập kỷ rưỡi (và vẫn đang tiếp tục).
Liên quan: Sửa chữa Kính viễn vọng Không gian Hubble: Dòng thời gian về các nhiệm vụ bảo dưỡng tàu con thoi của NASA
Nhưng Hubble đang cho thấy những dấu hiệu của tuổi tác cao. Ví dụ, năm ngoái, nhóm nhiệm vụ đã chuyển phạm vi sang chế độ một con quay hồi chuyển sau khi một trong những thiết bị khác bị hỏng. (Hai trong số sáu con quay hồi chuyển của Hubble hiện đang hoạt động, nhưng nhóm nghiên cứu đã cất thiết bị còn lại lên kệ để dành cho mục đích sử dụng sau này.) Hubble vẫn có thể tập trung đôi mắt tinh tường của mình vào các mục tiêu, nhưng giờ đây, phạm vi mất nhiều thời gian hơn để chuyển từ vật thể này sang vật thể khác.
Tuy nhiên, điều đáng lo ngại hơn là sự suy giảm quỹ đạo không thể tránh khỏi của đài quan sát: Khi Hubble quay quanh Trái đất, các phân tử mỏng, phân tán ở độ cao của nó tạo ra ma sát, kéo phạm vi xuống chậm nhưng liên tục.
Tàu con thoi Discovery đã triển khai Hubble ở độ cao 380 dặm (610 km) vào ngày 24 tháng 4 năm 1990. Phạm vi hiện đang quay quanh khoảng 326 dặm (525 km) so với hành tinh — và đó là sau năm nhiệm vụ bảo dưỡng, mỗi nhiệm vụ đều giúp Hubble tăng độ cao một chút.
Lực cản của khí quyển tăng tốc khi bạn xuống thấp hơn, vì không khí ngày càng dày hơn. NASA ước tính rằng Hubble sẽ bị kéo xuống và chết cháy chỉ trong khoảng 10 năm nữa nếu không có biện pháp nào được thực hiện.
Nhưng có thể làm được điều gì đó — ít nhất là về mặt lý thuyết. Năm 2022, phi hành gia tư nhân SpaceX và doanh nhân tỷ phú Jared Isaacman đã đề xuất phóng một sứ mệnh tư nhân để tăng cường và có thể sửa chữa và nâng cấp kính thiên văn nổi tiếng này.
Sứ mệnh như vậy sẽ sử dụng tên lửa SpaceX Falcon 9 và tàu vũ trụ Dragon chở phi hành đoàn. Nó được đưa ra như một phần có thể có của Chương trình Polaris, một loạt các chuyến bay vũ trụ quỹ đạo tư nhân mà Isaacman đang tổ chức, tài trợ và chỉ huy.
Isaacman là một người chơi nghiêm túc; ông đã chỉ huy Inspiration4 của SpaceX, chuyến bay quỹ đạo có người lái hoàn toàn tư nhân đầu tiên, được phóng vào tháng 9 năm 2021. Vì vậy, NASA đã xem xét nghiêm túc đề xuất này, tổ chức một nghiên cứu và yêu cầu các công ty khác cũng gửi ý tưởng của họ.
Tuy nhiên, năm ngoái, cơ quan này đã thông báo rằng họ đã thông qua sứ mệnh tăng cường Hubble của SpaceX-Isaacman, nói rằng rủi ro có vẻ lớn hơn lợi ích tiềm năng.
Rốt cuộc, các quy trình gặp gỡ và ghép nối hoàn toàn mới sẽ phải được thiết kế cho Dragon, vốn không được thiết kế để phục vụ Hubble; khoang tàu không có cánh tay rô-bốt và không có khoang khí, và nó không hỗ trợ một chuyến đi bộ ngoài không gian nào vào thời điểm NASA đưa ra quyết định. (NASA đã cho nghỉ hưu đội tàu con thoi của mình vào năm 2011, vì vậy việc sử dụng lại một trong những tàu quỹ đạo có cánh không phải là một lựa chọn.)
Mất mát kiến thức của tổ chức cũng là một vấn đề; nhiệm vụ bảo dưỡng Hubble gần đây nhất diễn ra cách đây gần 16 năm, vì vậy nhiều người đã vạch ra một nỗ lực phức tạp như vậy đã nghỉ hưu hoặc chuyển sang các công việc khác.
Những lo lắng cụ thể cũng được lồng ghép vào những lo ngại chung này. Ví dụ, các quan chức NASA lưu ý rằng khí thải từ động cơ đẩy của Dragon có khả năng làm ô nhiễm quang học siêu nhạy của Hubble.
Nhưng quyết định của cơ quan này không phải là một câu trả lời "không" vĩnh viễn, bao trùm. Các quan chức NASA nhấn mạnh vào thời điểm đó rằng họ sẽ sẵn sàng xem xét lại kế hoạch nếu và khi tỷ lệ rủi ro-phần thưởng thay đổi — chẳng hạn như khi ngày hạ cánh của Hubble gần hơn, hoặc nếu phạm vi gặp phải một số trở ngại.
"Mặc dù việc tăng tốc là một lựa chọn cho tương lai, chúng tôi nghĩ rằng chúng tôi cần phải thực hiện một số công việc bổ sung để xác định liệu lợi nhuận khoa học dài hạn có lớn hơn rủi ro khoa học ngắn hạn hay không", Mark Clampin, giám đốc Bộ phận Vật lý thiên văn của NASA, cho biết vào ngày 4 tháng 6 năm 2024, trong một cuộc họp báo về con quay hồi chuyển mới bị hỏng của Hubble và quyết định chuyển sang hoạt động một con quay hồi chuyển.
Liên quan: Kính viễn vọng không gian Hubble tròn 35 tuổi khi NASA đang cắt giảm ngân sách. Nó sẽ có thêm bao nhiêu sinh nhật nữa?
Các bài viết liên quan:
— Kính viễn vọng không gian Hubble: Hình ảnh, sự kiện & history
— Một tỷ phú muốn cứu Kính viễn vọng Hubble — đây là lý do tại sao NASA đã lịch sự từ chối
— Những bức ảnh đẹp nhất mọi thời đại của Kính viễn vọng Không gian Hubble
Và tình hình sắp thay đổi, theo một cách khác có thể tạo điều kiện thuận lợi cho một sứ mệnh tăng cường Hubble tư nhân: Isaacman đang xếp hàng để trở thành người đứng đầu tiếp theo của NASA.
Tổng thống Donald Trump đã đề cử Isaacman vào vị trí này vào Ngày nhậm chức, và Ủy ban Thương mại, Khoa học và Giao thông vận tải của Thượng viện Hoa Kỳ đã tổ chức một phiên điều trần xác nhận cho ông vào đầu tháng này. Mọi thứ có vẻ diễn ra tốt đẹp và Isaacman dường như đang trên đường nắm quyền điều hành NASA trong những tuần tới.
Không rõ liệu Isaacman có thúc đẩy một cái nhìn khác về một sứ mệnh tăng cường Hubble tư nhân nếu được xác nhận là người quản lý NASA hay không. Nhưng rõ ràng là ông tin tưởng mạnh mẽ vào giá trị của một kế hoạch như vậy.
"Nếu một nhiệm vụ được thực hiện và tôi vui vẻ tài trợ cho nó, tôi tin rằng nó sẽ dẫn đến sự phát triển các khả năng có lợi cho tương lai của không gian thương mại và theo đó mang lại cho Hubble một cuộc sống mới", Isaacman đã viết trong bài đăng trên X vào năm ngoái, sau khi NASA đưa ra quyết định.
Ông ấy và các chuyến bay vũ trụ tư nhân cũng đã có những bước tiến kể từ đó. Isaacman đã tài trợ và chỉ huy Polaris Dawn, một chuyến bay tư nhân của SpaceX bay quanh Trái đất trong gần năm ngày vào tháng 9 năm ngoái.
Trong Polaris Dawn, chuyến bay đầu tiên của Chương trình Polaris, Isaacman và ba thành viên phi hành đoàn của ông đã đi xa Trái đất hơn bất kỳ ai kể từ kỷ nguyên Apollo. Nhiệm vụ này cũng thực hiện chuyến đi bộ ngoài không gian tư nhân đầu tiên, giới thiệu thiết bị và bí quyết có khả năng được sử dụng trong nhiệm vụ bảo dưỡng Hubble.
Liệu một nhiệm vụ như vậy có bao giờ được bật đèn xanh không? Chúng ta không biết, nhưng chắc chắn là đáng để theo dõi, đặc biệt là khi Hubble tiếp tục già đi và bầu khí quyển của Trái đất kéo nó ngày càng gần đến cái chết trong biển lửa.
