Toàn cảnh về chuyến bay cuối cùng, chấm dứt sứ mệnh của Cassini

Tàu vũ trụ Cassini của NASA sẽ tiếp cận Sao Thổ lần cuối cùng, lao vào khí quyển của hành tinh này và chấm dứt sứ mệnh của mình vào ngày 15 tháng 9 tới đây. Đây là bài viết toàn cảnh về chuyến bay cuối cùng này của tàu Cassini.

Đồ họa tàu Cassini bên trên Sao Thổ. Đồ họa: NASA/JPL-Caltech.

Sứ mệnh kéo dài 13 năm của Cassini sẽ kết thúc bằng cú lao vào hành tinh Sao Thổ có chủ đích nhằm đảo bảo các vệ tinh của hành tinh – đặc biệt là Enceladus, với đại dương dưới bề mặt và những dấu hiệu về hoạt động phun thủy nhiệt – giữ được trạng thái nguyên sơ nhằm phục vụ các sứ mệnh thăm dò trong tương lai.

Cú lao vào Sao Thổ thuộc những vòng quay quanh quỹ đạo cuối cùng của nó, được gọi là Grand Finale (màn trình diễn lớn cuối cùng), đã bắt đầu từ cuối tháng 4. Con tàu đã bay lướt qua Sao Thổ và những vành đai của nó ở khoảng cách rất gần, chưa có tàu vũ trụ nào trước đây đã chạm đến điểm gần như vậy.

Theo những tính toán, tàu Cassini sẽ chính thức mất liên lạc với Trái Đất từ 18 giờ 55 ngày 15 tháng 9 (giờ Việt Nam). Con tàu sẽ đi vào khí quyển của Sao Thổ vào một phút trước khi mất liên lạc, ở độ cao vào khoảng 1.915 cây số phía trên những đám mây cao nhất của hành tinh (nơi có áp suất không khí là 1 bar, tương đương với áp suất mực nước biển ở Trái Đất).

Xem video trên YouTube

Khi bắt đầu lao vào bên trong bầu khí quyển của Sao Thổ, con tàu sẽ đạt tốc độ 113.000 km mỗi giờ. Con tàu sẽ chạm đến điểm cuối cùng trong quá trình rơi của mình ở bán cầu ban ngày của Sao Thổ – gần giữa trưa ngày hôm đó trên hành tinh này – nơi có vị trí khoảng 10 độ bắc.

Khi Cassini vừa bắt đầu tiếp xúc với khí quyển của Sao Thổ, hệ thống điều khiển phản lực sẽ bắt đầu hoạt động để bảo vệ con tàu khỏi những lớp khí mỏng ở đây và giúp anten của tàu gửi về Trái Đất những dữ liệu quý giá cuối cùng.

Những mốc thời gian trong chuyến đi cuối cùng và lao vào Sao Thổ của tàu Cassini. Đồ họa: NASA/JPL-Caltech. Chuyển ngữ: Ftvh - Vũ trụ trong tầm tay.

Khi vào vùng khí quyển ngày càng dần dày hơn, bộ điều khiển phản lực sẽ hoạt động năng suất hơn, từ công suất 10% lên 100% trong một phút. Một khi đã hoạt động hết công suất, hệ thống phản lực sẽ ngừng hoạt động và tàu Cassini bắt đầu rơi tự do.

Ước tính khi tàu ở độ cao 1.500 km bên trên những đám mây cao nhất của Sao Thổ, nó sẽ cắt đứt liên lạc với Trái Đất. Từ thời điểm đó, tàu sẽ rơi nhanh và bốc cháy như một thiên thạch. Trong khoảng 30 giây sau khi mất tín hiệu, con tàu vũ trụ sẽ bắt đầu bị vỡ tách ra; trong vài phút sau đó, tất cả vật liệu cấu tạo nên tàu sẽ bị tan biến hoàn toàn trong khí quyển của Sao Thổ.

Đường đi của tàu Cassini vào thượng tầng khí quyển Sao Thổ. Mỗi điểm chấm cách nhau 10 giây bay. Đồ họa: NASA/JPL-Caltech.

Do khoảng cách từ Trái Đất đến Sao Thổ là xa, nên tín hiệu vô tuyến đi từ Sao Thổ đến Trái Đất cũng mất một khoảng thời gian. Nên dù cho con tàu đã bắt đầu rơi tự do từ 17 giờ 31 phút, nhưng từ Trái Đất chúng ta nhận được tín hiệu từ sự kiện này vào 83 phút sau đó, tức là vào 18 giờ 54 phút (giờ Việt Nam).

“Tín hiệu từ sự kiện này sẽ như một tiếng vang, nó phát ra vào Hệ Mặt Trời trong gần một tiếng rưỡi rồi đến được chúng ta sau khi Cassini biến mất. Mặc dù chúng ta biết rằng con tàu đã hoàn thành rất tốt nhiệm vụ thăm dò của nó ở Sao Thổ, nhưng sẽ là một nỗi thất vọng lớn nếu chúng ta không nhận được tín hiệu cuối cùng từ sự kiện này,” Earl Maize, giám đốc dự án Cassini tại Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực (JPL) của NASA ở Pasadena, California, cho biết.

Những tín hiệu cuối cùng phát ra từ Cassini sẽ được thu nhận bằng hệ thống anten thuộc tổ hợp trạm Deep Space Network ở Canberra, Australia.

Hình ảnh chụp thô vệ tinh Titan của Sao Thổ bởi tàu Cassini của NASA vào ngày 11 tháng 9 vừa qua, khi tàu vừa bay ngang qua vệ tinh này và bắt đầu đường bay cuối cùng để lao vào Sao Thổ. Hình ảnh: NASA/JPL-Caltech.

Cassini là sứ mệnh được tạo ra nhằm thực hiện những quan sát khoa học mang tính đột phá về Sao Thổ qua việc sử dụng tám trong số mười hai dụng cụ khoa học của nó. Tất cả máy đo từ tính và đo plasma, hệ thống vô tuyến, quang phổ kế dùng để đo hồng ngoại và tử ngoại, sẽ được vận hành cùng lúc để thu thập mọi dữ liệu có được trong lần rơi vào Sao Thổ này.

Thiết bị quan sát chính yếu được hoạt động để thực hiện quan sát trong lần này là Ion and Neutral Mass Spectrometer (INMS). Thiết bị này sẽ trực tiếp lấy mẫu và đưa ra phân tích về cấu tạo và cấu trúc khí quyển Sao Thổ, việc này vốn không thực hiện được khi chỉ quan sát từ quỹ đạo. Tàu Cassini sẽ rơi theo hướng được định sẵn, bảo đảm INMS được tiếp cận tốt nhất với khí quyển.

Trong những ngày cuối cùng trước khi lao vào Thổ Tinh để tự kết liễu, tàu Cassini sẽ chụp hình ảnh về Sao Thổ cùng hệ thống vành đai và vệ tinh của nó, nhất là về vệ tinh Enceladus và Titan. Bộ ảnh cuối cùng được chụp từ Cassini dự kiến sẽ được gửi về Trái Đất vào ngày 14 tháng 9.

Đồ họa cho thấy 5 lần tiếp cận trước của Cassini ở thượng tầng khí quyển Sao Thổ so với lần tiếp theo của tàu khi bị mất tín hiệu với Trái Đất. Đồ họa: NASA/JPL-Caltech. Chuyển ngữ: Ftvh - Vũ trụ trong tầm tay.

Hình ảnh thô sẽ được thu nhận và các chuyên gia sẽ nhanh chóng xử lý rồi đăng tải công khai vào 10 giờ sáng ngày 15 tháng 9 (giờ Việt Nam), hiện bạn cũng có thể xem được hình ảnh thô chưa chỉnh sửa tại NASA JPL.

Ngoài ra, toàn bộ quá trình này cũng sẽ được phát trực tuyến trên kênh truyền hình NASA TV và trên mạng internet từ 18 giờ đến 19 giờ 30 phút ngày 15 tháng 9 (giờ Việt Nam), bản tin chính thức sẽ được phát vào 20 giờ 30 cùng ngày. Xem trực tuyến tại NASA Live.

Cũng như, NASA đã phát hành một cuốn sách điện tử với tựa đề The Saturn System Through the Eyes of Cassini (Hệ thống của Sao Thổ qua mắt nhìn của Cassini), trình bày những hình ảnh tuyệt đẹp và thông tin khám phá khoa học hấp dẫn quan trọng từ sứ mệnh, có thể tải về miễn phí bằng nhiều định dạng tại bài viết này.

Mọi thông tin khoa học về chuyến bay cuối cùng và cú rơi tự do của Cassini vào Sao Thổ được công bố trực tuyến và bạn có thể tham khảo tại NASA JPL Grand Finale. Và cuối cùng là trang mạng xã hội Facebook và Twitter của sứ mệnh.

Sứ mệnh Cassini-Huygens là dự án hợp tác của Cơ quan Hàng không Vũ trụ Hoa Kỳ (NASA) và Cơ quan Hàng không Châu Âu (ESA) cùng Cơ quan Hàng không Ý. Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực (JPL) là một phòng thuộc Caltech ở Pasadena, quản lý các sứ mệnh khoa học của NASA. JPL đã thiết kế, phát triển và lắp ráp tàu vũ trụ Cassini.

Quang Niên
theo NASA