Nhiệm vụ Hera của châu Âu, trên đường đến hệ thống tiểu hành tinh đôi Didymos–Dimorphos, đã thực hiện một chuyến bay ngang qua sao Hỏa, nhận được một lực hấp dẫn quan trọng, thử nghiệm một số thiết bị của tàu và thu được những hình ảnh mới về vệ tinh Deimos ít được biết đến của sao Hỏa, có thể trả lời các câu hỏi về nguồn gốc của các vệ tinh trên Hành tinh Đỏ.
Chuyến bay ngang qua diễn ra vào thứ Tư (ngày 12 tháng 3) và Cơ quan Vũ trụ châu Âu đã trình bày những hình ảnh này trong một buổi phát trực tuyến hôm nay. Những hình ảnh được trình bày cho thấy Deimos được đặt trên nền Hành tinh Đỏ bên dưới khi Hera bay cách sao Hỏa 3.100 dặm (5.000 km) và chỉ cách Deimos 621 dặm (1.000 km).
"Đêm qua là một đêm rất ngắn, tôi nghĩ chúng tôi chỉ ngủ khoảng 3 giờ", Ian Carnelli, Trưởng dự án Hera thuộc Cơ quan Vũ trụ Châu Âu, cho biết trong webcast của ESA. "Nhưng khi chúng tôi bay ngang qua sao Hỏa, chúng tôi đã chụp được hơn một nghìn bức ảnh thực sự ngoạn mục."
Sao Hỏa có hai vệ tinh, tên là Phobos và Deimos, nhưng vì Phobos gần sao Hỏa hơn nên trước đó đã có tàu vũ trụ khác chụp ảnh nó.
"Đối với Deimos, chúng tôi không có nhiều hình ảnh như Phobos, vì vậy mọi cơ hội để nhìn thấy Deimos đều rất có giá trị", Patrick Michel, Nhà nghiên cứu chính của Hera thuộc Đại học Côte d'Azur ở Nice, Pháp, cho biết.
Điểm khác biệt nữa của chuyến bay ngang qua này là mặt của Deimos được chụp ảnh. Deimos bị khóa thủy triều với sao Hỏa, nghĩa là giống như mặt trăng của Trái Đất, nó liên tục hướng cùng một mặt về phía Hành tinh Đỏ. Hầu hết các hình ảnh trước đây của Deimos nhỏ, rộng 7,7 dặm (12,4 km) đều cho thấy mặt hướng về sao Hỏa. Trước đây, chỉ có sứ mệnh Hope của Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất, đã đến Sao Hỏa vào năm 2021, mới nhìn thấy được mặt Deimos hướng ra ngoài không gian.
Julia de León, thuộc Viện Vật lý thiên văn Canarias, người chỉ đạo máy ảnh đa quang phổ Hyperscout-H của Hera, quan sát ánh sáng từ các vật thể trên trời qua 25 bộ lọc trải dài từ bước sóng khả kiến vào cận hồng ngoại, những hình ảnh này có thể tiết lộ thành phần hóa học của mặt trăng.
"Đây là những hình ảnh đầu tiên về bề mặt này [của Deimos] thu được ở những bước sóng này", de León cho biết. Với Hyperscout-H, điều đó có nghĩa là "chúng ta có thể thu thập thông tin về các khoáng chất tiềm năng trên bề mặt của Deimos".
Hiểu được thành phần và cấu tạo của Deimos là điều quan trọng, vì chúng ta không hiểu được nguồn gốc của bất kỳ mặt trăng nào của sao Hỏa. Cả Phobos và Deimos đều trông giống như các tiểu hành tinh, gồ ghề, có hố va chạm và nhỏ. Do đó, một giả thuyết cho rằng chúng là các tiểu hành tinh giàu carbon bị bắt giữ hoặc loại C. Tuy nhiên, các thiên thể bị bắt giữ thường kết thúc ở các quỹ đạo lệch tâm, nghiêng và thường là ngược dòng, trong khi Phobos và Deimos quay quanh sao Hỏa trên mặt phẳng xích đạo của hành tinh đỏ và theo hướng thuận dòng.
Vì vậy, một giả thuyết khác là chúng hình thành từ các mảnh vỡ đã kết thúc ở quỹ đạo quanh sao Hỏa sau một tác động lớn lên bề mặt sao Hỏa. Sau đó, có một khả năng thứ ba gần đây hơn, đó là chúng có thể là phần còn lại của một tiểu hành tinh lớn hơn đã bị xé toạc.
Việc xác định các vật liệu tạo nên Phobos và Deimos sẽ cung cấp manh mối về cách chúng hình thành. Ví dụ, sự hiện diện của bazan ngụ ý rằng vật liệu của chúng đến từ bề mặt Sao Hỏa, nơi đã từng có hoạt động núi lửa mạnh mẽ trong quá khứ.
Một thiết bị khác trên Hera có thể tiết lộ manh mối về sự ra đời của Deimos là Máy ảnh hồng ngoại nhiệt. Được Cơ quan thám hiểm hàng không vũ trụ Nhật Bản (JAXA) phát triển cho sứ mệnh này, mục đích của nó là lập bản đồ nhiệt độ trên bề mặt của các thiên thể như Sao Hỏa, Deimos hoặc Didymos và Dimorphos.
"Mục đích của các phép đo nhiệt độ này là để tìm ra trạng thái nén chặt của vật liệu; liệu nó có thực sự là vật liệu xốp, mịn hay là vật liệu đặc, thô?" Seiji Sujita của JAXA, thuộc Đại học Tokyo, cho biết trong buổi phát sóng trực tuyến. "Khi chúng tôi phân tích dữ liệu trong những ngày và tuần tới, chúng tôi có thể sẽ biết được sự khác biệt giữa các kích thước hạt và điều đó có thể cho chúng tôi biết đôi điều về nguồn gốc của Deimos."
Tất nhiên, sao Hỏa không phải là mục tiêu cuối cùng của Hera. Nhiệm vụ chính của nó là đến thăm tiểu hành tinh đôi Didymos và Dimorphos, tiểu hành tinh sau đã bị tàu vũ trụ DART (Thử nghiệm chuyển hướng tiểu hành tinh kép) của NASA đâm vào năm 2022, tàu này đã va chạm với Dimorphos và làm thay đổi quỹ đạo của tiểu hành tinh nhỏ hơn xung quanh Didymos trong một thí nghiệm để kiểm tra xem chúng ta có thể đẩy một tiểu hành tinh sang một bên trên đường va chạm với Trái đất hay không. Hera đang hướng đến đó để nghiên cứu miệng hố do tác động của DART tạo ra và tìm hiểu thêm về đặc tính của cả hai tiểu hành tinh.
Được phóng vào tháng 10 năm 2024 trên tên lửa SpaceX Falcon 9, Hera dự kiến sẽ đến Didymos và Dimorphos vào cuối năm 2026. Để đến đó nhanh hơn và sử dụng ít nhiên liệu đẩy nhất có thể, Hera đã bay đến Sao Hỏa để sử dụng lực hấp dẫn.
"Sao Hỏa ở đúng vị trí để chúng tôi có thể đến Didymos và tiết kiệm nhiên liệu đẩy", Carnelli cho biết. "Vì vậy, chúng tôi thực sự đã sử dụng lực hấp dẫn của sao Hỏa để kéo chúng tôi và sau đó ném chúng tôi sâu hơn vào không gian bằng cách thu thập một chút năng lượng của hành tinh này."
Nhưng để bay qua sao Hỏa theo cách mà Hera cũng có thể nhìn thấy Deimos thì cần phải có sự thuyết phục nhẹ nhàng của nhóm Flight Dynamics của ESA.
"Tôi thực sự đánh giá cao nhóm vì mục tiêu chính của chuyến bay này là đưa Hera vào đúng quỹ đạo với Didymos vào năm 2026, nhưng chúng tôi đã hỏi liệu họ có thể bay ngang qua Deimos không và họ đã đồng ý, nhưng đó là một thách thức vì họ phải thay đổi quỹ đạo của Hera để làm như vậy."
CÂU CHUYỆN LIÊN QUAN:
— Tàu thăm dò Hera chụp những bức ảnh đầu tiên về Trái đất và mặt trăng trên đường đến địa điểm va chạm của tiểu hành tinh
— Tên lửa SpaceX phóng tàu thăm dò phòng thủ hành tinh Hera của Châu Âu để thăm tiểu hành tinh bị NASA va chạm
— Tàu thăm dò tiểu hành tinh Hera 'vẫy tay tạm biệt' Trái đất và Mặt trăng từ khoảng cách 2,3 triệu dặm (hình ảnh)
Bước tiếp theo, bên cạnh việc phân tích dữ liệu thu thập được từ Sao Hỏa và Deimos, là chuẩn bị cho cuộc gặp gỡ với Didymos và Dimorphos. Đây là công việc của nhóm vận hành Hera, những người sẽ khởi xướng 'hoạt động tiếp cận tiểu hành tinh'
"Đó sẽ là một thách thức thực sự — hãy tưởng tượng bạn đang bay qua một môi trường năng động như vậy", Carnelli nói. Hera sẽ đi vào hệ thống tiểu hành tinh đôi và quay quanh Didymos, nhưng nó phải đối mặt không chỉ với lực hấp dẫn của Didymos mà còn với Dimorphos lân cận, có khoảng cách trung bình từ Didymos chỉ là 3.780 feet (1.152 mét) và chuyển động liên tục của Dimorphos xung quanh Didymos.
"Tôi mơ ước được bay giữa hai tiểu hành tinh và ở rất gần [chúng] và làm những điều mà chúng ta chưa từng tưởng tượng trước đây", Carnelli nói. "Chúng ta thực sự đang viết nên một trang sử không gian ở đây".
Chuyến bay ngang qua diễn ra vào thứ Tư (ngày 12 tháng 3) và Cơ quan Vũ trụ châu Âu đã trình bày những hình ảnh này trong một buổi phát trực tuyến hôm nay. Những hình ảnh được trình bày cho thấy Deimos được đặt trên nền Hành tinh Đỏ bên dưới khi Hera bay cách sao Hỏa 3.100 dặm (5.000 km) và chỉ cách Deimos 621 dặm (1.000 km).
"Đêm qua là một đêm rất ngắn, tôi nghĩ chúng tôi chỉ ngủ khoảng 3 giờ", Ian Carnelli, Trưởng dự án Hera thuộc Cơ quan Vũ trụ Châu Âu, cho biết trong webcast của ESA. "Nhưng khi chúng tôi bay ngang qua sao Hỏa, chúng tôi đã chụp được hơn một nghìn bức ảnh thực sự ngoạn mục."
Sao Hỏa có hai vệ tinh, tên là Phobos và Deimos, nhưng vì Phobos gần sao Hỏa hơn nên trước đó đã có tàu vũ trụ khác chụp ảnh nó.
"Đối với Deimos, chúng tôi không có nhiều hình ảnh như Phobos, vì vậy mọi cơ hội để nhìn thấy Deimos đều rất có giá trị", Patrick Michel, Nhà nghiên cứu chính của Hera thuộc Đại học Côte d'Azur ở Nice, Pháp, cho biết.
Điểm khác biệt nữa của chuyến bay ngang qua này là mặt của Deimos được chụp ảnh. Deimos bị khóa thủy triều với sao Hỏa, nghĩa là giống như mặt trăng của Trái Đất, nó liên tục hướng cùng một mặt về phía Hành tinh Đỏ. Hầu hết các hình ảnh trước đây của Deimos nhỏ, rộng 7,7 dặm (12,4 km) đều cho thấy mặt hướng về sao Hỏa. Trước đây, chỉ có sứ mệnh Hope của Các Tiểu vương quốc Ả Rập Thống nhất, đã đến Sao Hỏa vào năm 2021, mới nhìn thấy được mặt Deimos hướng ra ngoài không gian.
Julia de León, thuộc Viện Vật lý thiên văn Canarias, người chỉ đạo máy ảnh đa quang phổ Hyperscout-H của Hera, quan sát ánh sáng từ các vật thể trên trời qua 25 bộ lọc trải dài từ bước sóng khả kiến vào cận hồng ngoại, những hình ảnh này có thể tiết lộ thành phần hóa học của mặt trăng.
"Đây là những hình ảnh đầu tiên về bề mặt này [của Deimos] thu được ở những bước sóng này", de León cho biết. Với Hyperscout-H, điều đó có nghĩa là "chúng ta có thể thu thập thông tin về các khoáng chất tiềm năng trên bề mặt của Deimos".
Hiểu được thành phần và cấu tạo của Deimos là điều quan trọng, vì chúng ta không hiểu được nguồn gốc của bất kỳ mặt trăng nào của sao Hỏa. Cả Phobos và Deimos đều trông giống như các tiểu hành tinh, gồ ghề, có hố va chạm và nhỏ. Do đó, một giả thuyết cho rằng chúng là các tiểu hành tinh giàu carbon bị bắt giữ hoặc loại C. Tuy nhiên, các thiên thể bị bắt giữ thường kết thúc ở các quỹ đạo lệch tâm, nghiêng và thường là ngược dòng, trong khi Phobos và Deimos quay quanh sao Hỏa trên mặt phẳng xích đạo của hành tinh đỏ và theo hướng thuận dòng.
Vì vậy, một giả thuyết khác là chúng hình thành từ các mảnh vỡ đã kết thúc ở quỹ đạo quanh sao Hỏa sau một tác động lớn lên bề mặt sao Hỏa. Sau đó, có một khả năng thứ ba gần đây hơn, đó là chúng có thể là phần còn lại của một tiểu hành tinh lớn hơn đã bị xé toạc.
Việc xác định các vật liệu tạo nên Phobos và Deimos sẽ cung cấp manh mối về cách chúng hình thành. Ví dụ, sự hiện diện của bazan ngụ ý rằng vật liệu của chúng đến từ bề mặt Sao Hỏa, nơi đã từng có hoạt động núi lửa mạnh mẽ trong quá khứ.
Một thiết bị khác trên Hera có thể tiết lộ manh mối về sự ra đời của Deimos là Máy ảnh hồng ngoại nhiệt. Được Cơ quan thám hiểm hàng không vũ trụ Nhật Bản (JAXA) phát triển cho sứ mệnh này, mục đích của nó là lập bản đồ nhiệt độ trên bề mặt của các thiên thể như Sao Hỏa, Deimos hoặc Didymos và Dimorphos.
"Mục đích của các phép đo nhiệt độ này là để tìm ra trạng thái nén chặt của vật liệu; liệu nó có thực sự là vật liệu xốp, mịn hay là vật liệu đặc, thô?" Seiji Sujita của JAXA, thuộc Đại học Tokyo, cho biết trong buổi phát sóng trực tuyến. "Khi chúng tôi phân tích dữ liệu trong những ngày và tuần tới, chúng tôi có thể sẽ biết được sự khác biệt giữa các kích thước hạt và điều đó có thể cho chúng tôi biết đôi điều về nguồn gốc của Deimos."
Tất nhiên, sao Hỏa không phải là mục tiêu cuối cùng của Hera. Nhiệm vụ chính của nó là đến thăm tiểu hành tinh đôi Didymos và Dimorphos, tiểu hành tinh sau đã bị tàu vũ trụ DART (Thử nghiệm chuyển hướng tiểu hành tinh kép) của NASA đâm vào năm 2022, tàu này đã va chạm với Dimorphos và làm thay đổi quỹ đạo của tiểu hành tinh nhỏ hơn xung quanh Didymos trong một thí nghiệm để kiểm tra xem chúng ta có thể đẩy một tiểu hành tinh sang một bên trên đường va chạm với Trái đất hay không. Hera đang hướng đến đó để nghiên cứu miệng hố do tác động của DART tạo ra và tìm hiểu thêm về đặc tính của cả hai tiểu hành tinh.
Được phóng vào tháng 10 năm 2024 trên tên lửa SpaceX Falcon 9, Hera dự kiến sẽ đến Didymos và Dimorphos vào cuối năm 2026. Để đến đó nhanh hơn và sử dụng ít nhiên liệu đẩy nhất có thể, Hera đã bay đến Sao Hỏa để sử dụng lực hấp dẫn.
"Sao Hỏa ở đúng vị trí để chúng tôi có thể đến Didymos và tiết kiệm nhiên liệu đẩy", Carnelli cho biết. "Vì vậy, chúng tôi thực sự đã sử dụng lực hấp dẫn của sao Hỏa để kéo chúng tôi và sau đó ném chúng tôi sâu hơn vào không gian bằng cách thu thập một chút năng lượng của hành tinh này."
Nhưng để bay qua sao Hỏa theo cách mà Hera cũng có thể nhìn thấy Deimos thì cần phải có sự thuyết phục nhẹ nhàng của nhóm Flight Dynamics của ESA.
"Tôi thực sự đánh giá cao nhóm vì mục tiêu chính của chuyến bay này là đưa Hera vào đúng quỹ đạo với Didymos vào năm 2026, nhưng chúng tôi đã hỏi liệu họ có thể bay ngang qua Deimos không và họ đã đồng ý, nhưng đó là một thách thức vì họ phải thay đổi quỹ đạo của Hera để làm như vậy."
CÂU CHUYỆN LIÊN QUAN:
— Tàu thăm dò Hera chụp những bức ảnh đầu tiên về Trái đất và mặt trăng trên đường đến địa điểm va chạm của tiểu hành tinh
— Tên lửa SpaceX phóng tàu thăm dò phòng thủ hành tinh Hera của Châu Âu để thăm tiểu hành tinh bị NASA va chạm
— Tàu thăm dò tiểu hành tinh Hera 'vẫy tay tạm biệt' Trái đất và Mặt trăng từ khoảng cách 2,3 triệu dặm (hình ảnh)
Bước tiếp theo, bên cạnh việc phân tích dữ liệu thu thập được từ Sao Hỏa và Deimos, là chuẩn bị cho cuộc gặp gỡ với Didymos và Dimorphos. Đây là công việc của nhóm vận hành Hera, những người sẽ khởi xướng 'hoạt động tiếp cận tiểu hành tinh'
"Đó sẽ là một thách thức thực sự — hãy tưởng tượng bạn đang bay qua một môi trường năng động như vậy", Carnelli nói. Hera sẽ đi vào hệ thống tiểu hành tinh đôi và quay quanh Didymos, nhưng nó phải đối mặt không chỉ với lực hấp dẫn của Didymos mà còn với Dimorphos lân cận, có khoảng cách trung bình từ Didymos chỉ là 3.780 feet (1.152 mét) và chuyển động liên tục của Dimorphos xung quanh Didymos.
"Tôi mơ ước được bay giữa hai tiểu hành tinh và ở rất gần [chúng] và làm những điều mà chúng ta chưa từng tưởng tượng trước đây", Carnelli nói. "Chúng ta thực sự đang viết nên một trang sử không gian ở đây".
