NASA đã thông báo rằng tàu thăm dò Psyche của họ, với mục tiêu là tiếp cận một tiểu hành tinh hấp dẫn, đang gặp phải một số vấn đề trong hành trình dài của mình. Mặc dù cơ quan này muốn trấn an, nhưng đây vẫn là tin tức đáng lo ngại, xét đến tiềm năng khoa học của sứ mệnh này.
Cụ thể hơn, hệ thống đẩy của tàu thăm dò, dựa trên động cơ hiệu ứng Hall, dường như đang gây ra vấn đề. Thuật ngữ này dùng để chỉ một loại động cơ sử dụng sự kết hợp giữa trường điện và trường từ để bẫy các electron bằng hiệu ứng Hall, đây chính là hiệu ứng tạo nên tên gọi của thiết bị này. Các electron này sau đó sẽ ion hóa các nguyên tử xenon để tích điện dương cho chúng. Các thực thể tích điện này sau đó bị trường điện đẩy ra khỏi buồng.
Quá trình này tạo ra lực đẩy rất yếu, thường ở mức vài chục hoặc hàng trăm milinewton. Để tham khảo, Raptor 3 — phiên bản mới nhất của động cơ ngôi sao SpaceX — có khả năng tạo ra lực đẩy khoảng 2,75 triệu newton! Nhưng động cơ hiệu ứng Hall còn có một ưu điểm khác cho phép chúng bù đắp cho sự khác biệt này: hiệu suất cực cao. So với động cơ hóa học thông thường, chúng sử dụng rất ít nhiên liệu để cung cấp lực đẩy tương tự. Do đó, sẽ không bao giờ có thể sử dụng nó để cất cánh từ Trái Đất do thiếu năng lượng thô. Mặt khác, chúng lý tưởng để cho phép tàu vũ trụ tăng tốc chậm nhưng chắc trong một khoảng thời gian rất dài, để đến được những vùng xa xôi nhất của không gian, nơi không có ma sát với không khí giúp tàu không bị chậm lại.
Thật không may, lần cuối cùng tàu vũ trụ cố gắng tăng tốc, người ta đã quan sát thấy áp suất giảm đáng kể ở đường ống dẫn khí xenon đến bộ đẩy. Nó đột nhiên giảm từ khoảng 2,5 bar xuống còn khoảng 1,7 bar, và do đó, các nhà điều hành đã quyết định hoãn các lần bắn tiếp theo cho đến khi xác định được nguồn gốc của vấn đề.
Và ngay cả khi họ không thành công vào thời điểm đó, thì đó cũng không phải là thảm họa, vì NASA đã lên kế hoạch cho việc này: đường dây điện đang được đề cập có hai bản sao. Sự dư thừa này có nghĩa là nhiệm vụ sẽ không kết thúc ngay lập tức nếu nhiệm vụ đầu tiên không còn hoạt động nữa. Ở lần đốt tiếp theo, người vận hành có thể quyết định sử dụng đường dây dự phòng nếu đường dây đầu tiên vẫn gặp sự cố.
Nhưng ngay cả khi không phải là sự cố nghiêm trọng, NASA rõ ràng muốn tránh đốt cháy lá bài hoang dã này ngay từ đầu nhiệm vụ; Mặc dù đã di chuyển được hơn 235 triệu km kể từ khi phóng vào năm 2023, tàu thăm dò vẫn còn một chặng đường dài trước khi đến đích. Đầu năm sau, nó phải quay trở lại sao Hỏa để thực hiện một động tác hỗ trợ trọng lực sẽ đưa nó thẳng đến đích cuối cùng: tiểu hành tinh Psyche, trong vành đai tiểu hành tinh chính giữa Hành tinh Đỏ và Sao Mộc.
Không giống như hầu hết các tiểu hành tinh, chủ yếu là đá và băng, Psyche 16 chủ yếu là sắt và niken… giống như lõi Trái Đất. Vì lý do này, người ta nghi ngờ nó là lõi kim loại của phôi thai hành tinh đang hình thành. Đây là một giả thuyết đặc biệt thú vị đối với các nhà hành tinh học. Nếu điều này là đúng, Psyche 16 sẽ ngay lập tức trở thành một phòng thí nghiệm ngoài trời đáng kinh ngạc, có khả năng cung cấp cho chúng ta thông tin mới và có giá trị về quá trình hình thành các hành tinh đất đá như hành tinh của chúng ta.
Vì vậy, chúng ta sẽ phải cầu nguyện rằng NASA có thể giải quyết những vấn đề này để tàu thăm dò đến đích vào năm 2029 theo đúng kế hoạch, vì nó chắc chắn sẽ mang lại cho chúng ta dữ liệu hấp dẫn về nguồn gốc cái nôi của chính chúng ta.
Cụ thể hơn, hệ thống đẩy của tàu thăm dò, dựa trên động cơ hiệu ứng Hall, dường như đang gây ra vấn đề. Thuật ngữ này dùng để chỉ một loại động cơ sử dụng sự kết hợp giữa trường điện và trường từ để bẫy các electron bằng hiệu ứng Hall, đây chính là hiệu ứng tạo nên tên gọi của thiết bị này. Các electron này sau đó sẽ ion hóa các nguyên tử xenon để tích điện dương cho chúng. Các thực thể tích điện này sau đó bị trường điện đẩy ra khỏi buồng.
Quá trình này tạo ra lực đẩy rất yếu, thường ở mức vài chục hoặc hàng trăm milinewton. Để tham khảo, Raptor 3 — phiên bản mới nhất của động cơ ngôi sao SpaceX — có khả năng tạo ra lực đẩy khoảng 2,75 triệu newton! Nhưng động cơ hiệu ứng Hall còn có một ưu điểm khác cho phép chúng bù đắp cho sự khác biệt này: hiệu suất cực cao. So với động cơ hóa học thông thường, chúng sử dụng rất ít nhiên liệu để cung cấp lực đẩy tương tự. Do đó, sẽ không bao giờ có thể sử dụng nó để cất cánh từ Trái Đất do thiếu năng lượng thô. Mặt khác, chúng lý tưởng để cho phép tàu vũ trụ tăng tốc chậm nhưng chắc trong một khoảng thời gian rất dài, để đến được những vùng xa xôi nhất của không gian, nơi không có ma sát với không khí giúp tàu không bị chậm lại.
Thật không may, lần cuối cùng tàu vũ trụ cố gắng tăng tốc, người ta đã quan sát thấy áp suất giảm đáng kể ở đường ống dẫn khí xenon đến bộ đẩy. Nó đột nhiên giảm từ khoảng 2,5 bar xuống còn khoảng 1,7 bar, và do đó, các nhà điều hành đã quyết định hoãn các lần bắn tiếp theo cho đến khi xác định được nguồn gốc của vấn đề.
Một vấn đề nghiêm trọng, nhưng (chưa) đến mức nghiêm trọng
Hiện tại, điều này dường như không đe dọa đến toàn bộ nhiệm vụ. Cơ quan này có biên độ cơ động khá thoải mái; Có thể hoãn giai đoạn đẩy tiếp theo đến giữa tháng 6 mà không ảnh hưởng đến quỹ đạo của tàu thăm dò. Điều này sẽ giúp các nhà điều hành có thời gian để cố gắng giải quyết vấn đề.Và ngay cả khi họ không thành công vào thời điểm đó, thì đó cũng không phải là thảm họa, vì NASA đã lên kế hoạch cho việc này: đường dây điện đang được đề cập có hai bản sao. Sự dư thừa này có nghĩa là nhiệm vụ sẽ không kết thúc ngay lập tức nếu nhiệm vụ đầu tiên không còn hoạt động nữa. Ở lần đốt tiếp theo, người vận hành có thể quyết định sử dụng đường dây dự phòng nếu đường dây đầu tiên vẫn gặp sự cố.
Nhưng ngay cả khi không phải là sự cố nghiêm trọng, NASA rõ ràng muốn tránh đốt cháy lá bài hoang dã này ngay từ đầu nhiệm vụ; Mặc dù đã di chuyển được hơn 235 triệu km kể từ khi phóng vào năm 2023, tàu thăm dò vẫn còn một chặng đường dài trước khi đến đích. Đầu năm sau, nó phải quay trở lại sao Hỏa để thực hiện một động tác hỗ trợ trọng lực sẽ đưa nó thẳng đến đích cuối cùng: tiểu hành tinh Psyche, trong vành đai tiểu hành tinh chính giữa Hành tinh Đỏ và Sao Mộc.
Psyche, tiểu hành tinh trị giá 1.000.000.000.000.0000
Nếu cái tên này nghe quen quen, có thể là vì nó thường được báo chí giới thiệu là "tiểu hành tinh trị giá 10 nghìn tỷ đô la" vì thành phần của nó: nó thực sự chứa đầy các kim loại quý như vàng và bạch kim. Nhưng không phải những nguồn lực này đã thúc đẩy NASA chế tạo một tàu vũ trụ chuyên biệt để đáp ứng mục tiêu đó. Nếu cơ quan này quan tâm đến vấn đề này nhiều như vậy, thì trước hết là vì nó thể hiện một mối quan tâm khoa học to lớn.Không giống như hầu hết các tiểu hành tinh, chủ yếu là đá và băng, Psyche 16 chủ yếu là sắt và niken… giống như lõi Trái Đất. Vì lý do này, người ta nghi ngờ nó là lõi kim loại của phôi thai hành tinh đang hình thành. Đây là một giả thuyết đặc biệt thú vị đối với các nhà hành tinh học. Nếu điều này là đúng, Psyche 16 sẽ ngay lập tức trở thành một phòng thí nghiệm ngoài trời đáng kinh ngạc, có khả năng cung cấp cho chúng ta thông tin mới và có giá trị về quá trình hình thành các hành tinh đất đá như hành tinh của chúng ta.
Vì vậy, chúng ta sẽ phải cầu nguyện rằng NASA có thể giải quyết những vấn đề này để tàu thăm dò đến đích vào năm 2029 theo đúng kế hoạch, vì nó chắc chắn sẽ mang lại cho chúng ta dữ liệu hấp dẫn về nguồn gốc cái nôi của chính chúng ta.
