Mặc dù là một thế giới địa ngục, nhưng sao Kim nóng bỏng, được bao phủ bởi mây là mục tiêu hấp dẫn đối với các nhà khoa học háo hức tìm hiểu thêm về lịch sử, quá trình tiến hóa và trạng thái hiện tại của nó.
Đi đầu trong việc giải quyết những gì nơi khó hiểu đó có thể dạy chúng ta là Nhóm phân tích thám hiểm sao Kim (VExAG), một diễn đàn dựa trên cộng đồng nhằm giúp NASA định hình và thúc đẩy một chiến lược rõ ràng để thăm dò hành tinh đó.
Cuối năm ngoái, một cuộc họp của VExAG bao gồm một cái nhìn chuyên sâu và chiến lược về việc khám phá sao Kim trong thập kỷ tới và xa hơn nữa thông qua một loạt các công nghệ tiên tiến, từ khinh khí cầu đến tàu đổ bộ có tuổi thọ cao. Một phần quan trọng của chiến lược này là lời kêu gọi các nhà khoa học tại Hoa Kỳ và quốc tế chứng minh sao Kim là một điểm đến phi thường như thế nào và tại sao chúng ta nên hướng tầm nhìn khoa học của mình vào việc thanh lọc thêm những bí mật của hành tinh này.
Izenberg cho biết VEXAG đang ủng hộ Chiến lược Khám phá Sao Kim. Một phát hiện quan trọng bắt nguồn từ các cuộc thảo luận trong nhóm phản ánh "mong muốn mạnh mẽ trong việc tạo ra các công nghệ cho phép điều tra sâu hơn tại chỗ về Sao Kim và các môi trường tương tự trên các hành tinh khác", ông nói với Space.com.
"Ngay cả trong những thách thức của thời điểm hiện tại, đây vẫn là thời điểm cực kỳ thú vị đối với khoa học về Sao Kim", Izenberg cho biết.
Thật vậy, nhiều sứ mệnh hiện đã được ghi vào sổ sách, chẳng hạn như tàu thăm dò Sao Kim của NASA, VERITAS - viết tắt của Venus Emissionivity, Radio science, InSAR, Topography, And Spectroscopy.
Công việc cũng đang được tiến hành trên sứ mệnh DAVINCI (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gas, Chemistry, and Imaging) của NASA, trong đó có một tàu thăm dò hạ cánh để lao qua các đám mây của hành tinh xuống bề mặt của nó.
Sau đó, có tàu vũ trụ Envision do Cơ quan Vũ trụ Châu Âu dẫn đầu để nghiên cứu Sao Kim từ lõi bên trong đến bầu khí quyển bên ngoài của nó. Envision là quan hệ đối tác với NASA, trong đó cơ quan vũ trụ Hoa Kỳ cung cấp Radar khẩu độ tổng hợp cắt mây Sao Kim (VenSAR).
"Nhu cầu tìm hiểu thêm về hành tinh chị em của chúng ta đã được công nhận - không chỉ để chúng ta có thể hiểu rõ hơn về Sao Kim và Trái Đất, mà còn để chúng ta có thể hiểu rõ hơn về các hành tinh chị em xung quanh các ngôi sao khác", Izenberg cho biết. "Các ngoại hành tinh giống sao Kim và giống Trái Đất mà chúng ta khám phá và nghiên cứu cần có bối cảnh của sao Kim và Trái Đất, những hành tinh duy nhất cùng loại mà chúng ta hoặc con cháu chúng ta có thể thực sự chạm vào."
Nhiệm vụ DAVINCI của NASA là một trong số nhiều nhiệm vụ Sao Kim đang được tiến hành nhằm giúp cải thiện tình trạng hiểu biết về bầu khí quyển và bề mặt cục bộ của Sao Kim, Garvin nói với Space.com.
Để giải quyết các câu hỏi tìm đường, "chúng ta cần đưa phòng thí nghiệm đến các mẫu vật, có thể nói như vậy, như DAVINCI sẽ làm vào đầu những năm 2030 với Quả cầu hạ cánh hình cầu được trang bị đầy đủ các thiết bị", Garvin cho biết.
Thông tin thu thập được từ đoàn tùy tùng của các nhiệm vụ sắp tới không chỉ làm sáng tỏ Sao Kim, Garvin cho biết, mà còn trình bày các chi tiết đẫm máu về hóa học, môi trường, số phận của nước, động lực học và cảnh quan quy mô con người trên quả cầu bí ẩn đó.
"Sao Kim vượt qua sự bí ẩn", Garvin nói thêm. "Nó được đo lường rất ít. Vì vậy, để đưa ra những lựa chọn khó khăn về các ưu tiên cho các công nghệ và hệ thống bay hấp dẫn như vậy, chúng ta cần đo bầu khí quyển 'đại dương không khí' đáng kinh ngạc của hành tinh này và hiểu bề mặt cục bộ của nó."
Khi làm như vậy, Garvin cho biết, có thể theo đuổi một chiến lược để đặt câu hỏi liệu sao Kim có thể sinh sống được hay không và nếu có thì đủ lâu để phát triển các con đường cho hóa học kỳ lạ hoặc thậm chí cho sự sống của vi khuẩn.
"Nhưng bước tiếp theo để khám phá sao Kim phải là tại chỗ… khám phá bầu trời bằng các phương tiện bay, và mặt đất bằng tàu đổ bộ và một ngày nào đó là xe tự hành", Paul Byrne, một nhà khoa học hành tinh tại Đại học Washington ở St. Louis, Missouri cho biết.
Byrne là người đứng đầu Nhóm công tác phân tích nghiên cứu kế hoạch chiến lược VEXAG.
"Khám phá các đám mây, chẳng hạn như bằng khinh khí cầu, có thể được thực hiện bằng công nghệ hiện đã sẵn sàng", Byrne nói với Space.com. Ông cho biết: "Chúng ta có thể đề xuất một sứ mệnh đưa robot lên sao Kim bằng khinh khí cầu có độ cao thay đổi lên sao Kim ngay bây giờ, nếu NASA tổ chức một cuộc thi để thực hiện điều đó".
"Nếu chúng ta muốn mạo hiểm hơn", Byrne nói thêm, "thì chúng ta có thể nói về việc xây dựng các nền tảng trên không lớn hơn và có khả năng hơn, chẳng hạn như khinh khí cầu được thiết kế để hoạt động trong một năm hoặc hơn, hoặc có khả năng chở các máy bay không người lái nhỏ hơn, hoặc thậm chí hạ xuống dưới lớp mây nơi nhiệt độ bắt đầu vượt quá 100 độ C", tương đương với 212 độ F.
Byrne cho biết một máy bay cánh cố định hoặc cánh quay có thể hoạt động như một máy bay không người lái trên một nền tảng lớn hơn, có khả năng nổi thụ động.
— Sự thật về sao Kim: Mọi thứ bạn cần biết về hành tinh thứ 2 tính từ mặt trời
— Sự chậm trễ đối với sứ mệnh VERITAS của NASA là một đòn giáng mạnh vào hoạt động thám hiểm sao Kim
— Sao Kim có thể hỗ trợ cuộc sống, bằng chứng khí quyển mới cho thấy
Còn một chiếc máy bay lớn hơn thì sao? Làm thế nào để đạt được độ cao tốt nhất bên dưới các đám mây của Sao Kim ở độ cao 29 dặm (47 km), xuống tận bề mặt?
Cho dù chúng ta đang nói về "nổi thụ động" — tức là thông qua khinh khí cầu hoặc máy bay có cánh cố định/quay, chẳng hạn như một tàu vũ trụ hạ cánh trên bề mặt giữa các chuyến bay — Byrne cho biết những khả năng này đòi hỏi phải phát triển các thiết bị điện tử nhiệt độ cao.
"Một số công việc đó đã hoàn thành", Byrne chỉ ra, "và triển vọng rất hứa hẹn, nếu chúng ta có thể kiếm được nhiều tiền hơn cho nó".
Tóm lại, Byrne coi giai đoạn tiếp theo của quá trình thám hiểm Sao Kim là lời kêu gọi tiến lên bầu trời và xuống mặt đất. "Và chúng ta đã có thể thực hiện bước tiếp theo đó, về mặt công nghệ", ông nói, và bước tiếp theo đó sẽ đặt nền tảng cho những nhà thám hiểm thực sự đầy tham vọng: các bệ phóng trên không tồn tại lâu dài ở mọi độ cao, tàu đổ bộ tồn tại lâu dài và cuối cùng là xe tự hành.
Tuy nhiên, gạt tầm nhìn về cuộc điều tra Sao Kim trong tương lai sang một bên, Byrne nhanh chóng nói thêm rằng điều cần thiết là khoản đầu tư mới, nghiêm túc để hiện thực hóa mọi khả năng. "Tất cả những điều này đòi hỏi nhiều tiền hơn so với số tiền đã chi cho đến nay", ông nói.
Đi đầu trong việc giải quyết những gì nơi khó hiểu đó có thể dạy chúng ta là Nhóm phân tích thám hiểm sao Kim (VExAG), một diễn đàn dựa trên cộng đồng nhằm giúp NASA định hình và thúc đẩy một chiến lược rõ ràng để thăm dò hành tinh đó.
Cuối năm ngoái, một cuộc họp của VExAG bao gồm một cái nhìn chuyên sâu và chiến lược về việc khám phá sao Kim trong thập kỷ tới và xa hơn nữa thông qua một loạt các công nghệ tiên tiến, từ khinh khí cầu đến tàu đổ bộ có tuổi thọ cao. Một phần quan trọng của chiến lược này là lời kêu gọi các nhà khoa học tại Hoa Kỳ và quốc tế chứng minh sao Kim là một điểm đến phi thường như thế nào và tại sao chúng ta nên hướng tầm nhìn khoa học của mình vào việc thanh lọc thêm những bí mật của hành tinh này.
Rèn luyện công nghệ
Noam Izenberg là nhà khoa học hành tinh tại Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng Johns Hopkins và là chủ tịch của VEXAG.Izenberg cho biết VEXAG đang ủng hộ Chiến lược Khám phá Sao Kim. Một phát hiện quan trọng bắt nguồn từ các cuộc thảo luận trong nhóm phản ánh "mong muốn mạnh mẽ trong việc tạo ra các công nghệ cho phép điều tra sâu hơn tại chỗ về Sao Kim và các môi trường tương tự trên các hành tinh khác", ông nói với Space.com.
"Ngay cả trong những thách thức của thời điểm hiện tại, đây vẫn là thời điểm cực kỳ thú vị đối với khoa học về Sao Kim", Izenberg cho biết.
Thật vậy, nhiều sứ mệnh hiện đã được ghi vào sổ sách, chẳng hạn như tàu thăm dò Sao Kim của NASA, VERITAS - viết tắt của Venus Emissionivity, Radio science, InSAR, Topography, And Spectroscopy.
Công việc cũng đang được tiến hành trên sứ mệnh DAVINCI (Deep Atmosphere Venus Investigation of Noble gas, Chemistry, and Imaging) của NASA, trong đó có một tàu thăm dò hạ cánh để lao qua các đám mây của hành tinh xuống bề mặt của nó.
Sau đó, có tàu vũ trụ Envision do Cơ quan Vũ trụ Châu Âu dẫn đầu để nghiên cứu Sao Kim từ lõi bên trong đến bầu khí quyển bên ngoài của nó. Envision là quan hệ đối tác với NASA, trong đó cơ quan vũ trụ Hoa Kỳ cung cấp Radar khẩu độ tổng hợp cắt mây Sao Kim (VenSAR).
"Nhu cầu tìm hiểu thêm về hành tinh chị em của chúng ta đã được công nhận - không chỉ để chúng ta có thể hiểu rõ hơn về Sao Kim và Trái Đất, mà còn để chúng ta có thể hiểu rõ hơn về các hành tinh chị em xung quanh các ngôi sao khác", Izenberg cho biết. "Các ngoại hành tinh giống sao Kim và giống Trái Đất mà chúng ta khám phá và nghiên cứu cần có bối cảnh của sao Kim và Trái Đất, những hành tinh duy nhất cùng loại mà chúng ta hoặc con cháu chúng ta có thể thực sự chạm vào."
Chi tiết đẫm máu
"Để làm sáng tỏ sao Kim, chúng ta cần các công nghệ quan sát dựa trên trạng thái kiến thức đang được cải thiện, để chúng ta có thể đặt ra những câu hỏi khó hơn", James Garvin, nhà nghiên cứu chính của sứ mệnh DAVINCI cho biết. Ông cũng là nhà khoa học trưởng tại Trung tâm bay không gian Goddard của NASA ở Greenbelt, Maryland.Nhiệm vụ DAVINCI của NASA là một trong số nhiều nhiệm vụ Sao Kim đang được tiến hành nhằm giúp cải thiện tình trạng hiểu biết về bầu khí quyển và bề mặt cục bộ của Sao Kim, Garvin nói với Space.com.
Để giải quyết các câu hỏi tìm đường, "chúng ta cần đưa phòng thí nghiệm đến các mẫu vật, có thể nói như vậy, như DAVINCI sẽ làm vào đầu những năm 2030 với Quả cầu hạ cánh hình cầu được trang bị đầy đủ các thiết bị", Garvin cho biết.
Thông tin thu thập được từ đoàn tùy tùng của các nhiệm vụ sắp tới không chỉ làm sáng tỏ Sao Kim, Garvin cho biết, mà còn trình bày các chi tiết đẫm máu về hóa học, môi trường, số phận của nước, động lực học và cảnh quan quy mô con người trên quả cầu bí ẩn đó.
Vượt qua sự bí ẩn
Garvin chỉ ra rằng việc thu thập dữ liệu mới về Sao Kim là rất quan trọng, để làn sóng khám phá tiếp theo dựa trên những gì phải làm trước tiên khi các nhà khoa học cố gắng khám phá thêm về thế giới chị em của chúng ta."Sao Kim vượt qua sự bí ẩn", Garvin nói thêm. "Nó được đo lường rất ít. Vì vậy, để đưa ra những lựa chọn khó khăn về các ưu tiên cho các công nghệ và hệ thống bay hấp dẫn như vậy, chúng ta cần đo bầu khí quyển 'đại dương không khí' đáng kinh ngạc của hành tinh này và hiểu bề mặt cục bộ của nó."
Khi làm như vậy, Garvin cho biết, có thể theo đuổi một chiến lược để đặt câu hỏi liệu sao Kim có thể sinh sống được hay không và nếu có thì đủ lâu để phát triển các con đường cho hóa học kỳ lạ hoặc thậm chí cho sự sống của vi khuẩn.
Bước tiếp theo
Không còn nghi ngờ gì nữa, các sứ mệnh VERITAS, DAVINCI và Envision của Châu Âu sẽ cách mạng hóa sự hiểu biết của chúng ta về sao Kim."Nhưng bước tiếp theo để khám phá sao Kim phải là tại chỗ… khám phá bầu trời bằng các phương tiện bay, và mặt đất bằng tàu đổ bộ và một ngày nào đó là xe tự hành", Paul Byrne, một nhà khoa học hành tinh tại Đại học Washington ở St. Louis, Missouri cho biết.
Byrne là người đứng đầu Nhóm công tác phân tích nghiên cứu kế hoạch chiến lược VEXAG.
"Khám phá các đám mây, chẳng hạn như bằng khinh khí cầu, có thể được thực hiện bằng công nghệ hiện đã sẵn sàng", Byrne nói với Space.com. Ông cho biết: "Chúng ta có thể đề xuất một sứ mệnh đưa robot lên sao Kim bằng khinh khí cầu có độ cao thay đổi lên sao Kim ngay bây giờ, nếu NASA tổ chức một cuộc thi để thực hiện điều đó".
Công nghệ hiện đại
Một tàu đổ bộ có thời gian hoạt động ngắn có thể tự hạ cánh xuống địa hình khắc nghiệt của sao Kim cũng có thể được đề xuất ngay hôm nay. Byrne cho biết, với công nghệ và thiết bị hiện đại, một tàu đổ bộ có thể hoạt động trong tám giờ hoặc hơn, so với thời gian thực hiện nhiệm vụ kéo dài khoảng một giờ mà tàu đổ bộ Venera của Liên Xô cũ đạt được cách đây nhiều thập kỷ, trong đó một tàu đổ bộ kéo dài khoảng hai giờ."Nếu chúng ta muốn mạo hiểm hơn", Byrne nói thêm, "thì chúng ta có thể nói về việc xây dựng các nền tảng trên không lớn hơn và có khả năng hơn, chẳng hạn như khinh khí cầu được thiết kế để hoạt động trong một năm hoặc hơn, hoặc có khả năng chở các máy bay không người lái nhỏ hơn, hoặc thậm chí hạ xuống dưới lớp mây nơi nhiệt độ bắt đầu vượt quá 100 độ C", tương đương với 212 độ F.
Byrne cho biết một máy bay cánh cố định hoặc cánh quay có thể hoạt động như một máy bay không người lái trên một nền tảng lớn hơn, có khả năng nổi thụ động.
Những nhà thám hiểm đầy tham vọng
CÂU CHUYỆN LIÊN QUAN:— Sự thật về sao Kim: Mọi thứ bạn cần biết về hành tinh thứ 2 tính từ mặt trời
— Sự chậm trễ đối với sứ mệnh VERITAS của NASA là một đòn giáng mạnh vào hoạt động thám hiểm sao Kim
— Sao Kim có thể hỗ trợ cuộc sống, bằng chứng khí quyển mới cho thấy
Còn một chiếc máy bay lớn hơn thì sao? Làm thế nào để đạt được độ cao tốt nhất bên dưới các đám mây của Sao Kim ở độ cao 29 dặm (47 km), xuống tận bề mặt?
Cho dù chúng ta đang nói về "nổi thụ động" — tức là thông qua khinh khí cầu hoặc máy bay có cánh cố định/quay, chẳng hạn như một tàu vũ trụ hạ cánh trên bề mặt giữa các chuyến bay — Byrne cho biết những khả năng này đòi hỏi phải phát triển các thiết bị điện tử nhiệt độ cao.
"Một số công việc đó đã hoàn thành", Byrne chỉ ra, "và triển vọng rất hứa hẹn, nếu chúng ta có thể kiếm được nhiều tiền hơn cho nó".
Tóm lại, Byrne coi giai đoạn tiếp theo của quá trình thám hiểm Sao Kim là lời kêu gọi tiến lên bầu trời và xuống mặt đất. "Và chúng ta đã có thể thực hiện bước tiếp theo đó, về mặt công nghệ", ông nói, và bước tiếp theo đó sẽ đặt nền tảng cho những nhà thám hiểm thực sự đầy tham vọng: các bệ phóng trên không tồn tại lâu dài ở mọi độ cao, tàu đổ bộ tồn tại lâu dài và cuối cùng là xe tự hành.
Tuy nhiên, gạt tầm nhìn về cuộc điều tra Sao Kim trong tương lai sang một bên, Byrne nhanh chóng nói thêm rằng điều cần thiết là khoản đầu tư mới, nghiêm túc để hiện thực hóa mọi khả năng. "Tất cả những điều này đòi hỏi nhiều tiền hơn so với số tiền đã chi cho đến nay", ông nói.