Kiên trì khởi động hôm nay: Nhìn lại sứ mệnh của NASA tới sao Hỏa
Lần ra mắt máy bay bền bỉ trên sao Hỏa 2020 của NASA: Xem lại trải nghiệm của NASA với các máy bay trước đó, điều gì sẽ xảy ra với máy bay thế hệ thứ tư và tại sao gần đây lại có nhiều sự quan tâm đến sao Hỏa.
Hình minh họa về chiếc máy bay Kiên trì của NASA đang hoạt động trên bề mặt sao Hỏa. (Phòng thí nghiệm NASA / JPL-Caltech) Hãy tưởng tượng bạn đang lái xe trên con đường đơn độc nhất trên thế giới. Đối với khách du lịch, đó là một trải nghiệm xúc tác. Người ta có thể lái xe hàng giờ liền mà không thấy một chiếc xe hay con người nào khác. Ở đó có vùng hoang dã, cảnh quan của núi và thung lũng, bầu trời rộng mở phía trên và màn đêm ngoạn mục được trang trí bởi các vì sao. Lái xe trên sao Hỏa là một trải nghiệm hơi tương tự. Ngoại trừ không có đường. Người lái xe có thể lái xe đến bất cứ đâu mà nó chọn và có thể. Ngoại trừ không có con người hoặc máy móc nào điều khiển trên đường trước đó. Đó là sự gấp rút của việc vận hành một chiếc thám hiểm trên sao Hỏa.
NASA đã có kinh nghiệm gì với nhiều thế hệ tàu thám hiểm sao Hỏa?
Hành trình lái xe đáng kinh ngạc của NASA trên sao Hỏa bắt đầu cách đây khoảng 23 năm, vào năm 1997: khi Sứ mệnh Người tìm đường trên sao Hỏa với tàu thám hiểm Sojourner tiến lên đất sao Hỏa. Đó là một trải nghiệm khó quên khi trở thành một phần của nhóm Điều hành cho Mars Pathfinder: một nhiệm vụ được thực hiện với một ngân sách rất eo hẹp mà nhiều người nghĩ rằng sẽ thất bại. Tuy nhiên, Mars Pathfinder sẽ thành công và trong quá trình này sẽ thay đổi lịch sử tiếp theo của Thám hiểm Sao Hỏa. Do đó, NASA sẽ tiếp tục gửi hai tàu lượn, Spirit và Opportunity, lên sao Hỏa vào năm 2003, tiếp theo là Curiosity vào năm 2012, tiếp theo là Perseverance được lên kế hoạch phóng vào cuối ngày hôm nay.
Sojourner rover, một sứ mệnh trình diễn công nghệ, kéo dài trong 83 ngày. Spirit and Opportunity đã đặt ra một mô hình mới về sự hiện diện lâu dài của người máy trên sao Hỏa, kéo dài khoảng 6 và 15 năm, tương ứng. Curiosity hạ cánh vào năm 2012: và tiếp tục hoạt động cho đến nay. Với mỗi thế hệ rover, số lượng và độ phức tạp của các công cụ khoa học tăng lên. Sojourner là một chiếc xe thám hiểm nhỏ, gần giống như một món đồ chơi, có chiều dài và chiều rộng chỉ vài feet. Tinh thần và Cơ hội lớn hơn nhiều: kích thước bằng một chiếc xe gôn. Sự tò mò và sự bền bỉ là kích thước của một chiếc ô tô nhỏ.
Kết quả khoa học của việc khám phá sao Hỏa bằng máy bay thám hiểm là rất đáng kể. Rovers cung cấp một cách để nghiên cứu khu vực địa phương ở độ phân giải cao hơn nhiều so với khả năng có thể từ một tàu vũ trụ quay quanh quỹ đạo. Ngoài ra, máy dò tìm có một bộ công cụ từ máy khoan đến máy đo quang phổ cho đến máy ảnh hiển vi: những công cụ này giúp hiểu địa chất địa phương giống như một nhà địa chất thực địa nghiên cứu đá trên Trái đất. Ngoài ra, bắt đầu với Tinh thần và Cơ hội, những người thám hiểm đã hoạt động như những trạm thời tiết di động trên Sao Hỏa theo dõi những thay đổi trong bầu khí quyển Sao Hỏa liên tục trong nhiều năm.
Với mỗi thế hệ máy dò tìm mới, NASA đã bổ sung thêm các khả năng mới và một bộ công cụ hơi khác để trả lời các câu hỏi khoa học quan trọng. Các ví dụ sẽ là việc bổ sung một máy khoan về Tinh thần và Cơ hội, và một máy đo khối phổ, một công cụ để đo lường các đồng vị của các nguyên tố khác nhau, cho Curiosity. Với sự ra mắt của Mars Perseverance, thế hệ thứ tư của tàu lượn trên sao Hỏa, NASA sẽ tiếp tục truyền thống này.
Chuyên GiaTiến sĩ A Di Đà Ghosh là một Nhà Khoa học Hành tinh của NASA sống ở Washington DC. Ông đã làm việc cho nhiều Nhiệm vụ Sao Hỏa của NASA, bắt đầu với Sứ mệnh Người tìm đường Sao Hỏa vào năm 1997. Ông từng là Chủ tịch Nhóm Công tác Hoạt động Khoa học cho Sứ mệnh Rover Thám hiểm Sao Hỏa và được giao nhiệm vụ chỉ huy các Hoạt động Chiến thuật Rover trên Sao Hỏa trong hơn 10 năm. Ông đã giúp phân tích tảng đá đầu tiên trên sao Hỏa, mà tình cờ là tảng đá đầu tiên được phân tích từ một hành tinh khác.
Có gì mới với Kiên trì?
Ngày thứ nhất, Kiên trì sẽ mang theo một thiết bị độc đáo, MOXIE hoặc Thí nghiệm ISRU Oxy trên Sao Hỏa: lần đầu tiên sẽ sản xuất oxy phân tử trên Sao Hỏa bằng cách sử dụng carbon dioxide từ bầu khí quyển giàu carbon dioxide. Có một động lực mới đối với ISRU tại NASA: trong thuật ngữ của NASA, ISRU có nghĩa là Sử dụng Tài nguyên Tại chỗ: hoặc việc sử dụng các nguồn lực địa phương để đáp ứng nhu cầu của con người hoặc các yêu cầu của tàu vũ trụ. Nếu không có ISRU, việc khám phá sao Hỏa trong những thập kỷ tới sẽ vô cùng tốn kém và do đó là không thể. Nếu các phi hành gia phải mang theo ôxy, nước hoặc nhiên liệu tên lửa cho hành trình của họ trong hành trình hai năm tới sao Hỏa và quay trở lại, chi phí sẽ là quá mức dễ hiểu. Theo một cách nào đó, điều này tương tự như việc một du khách đến từ New Delhi phải tự mang theo ôxy, thực phẩm và nhiên liệu máy bay cho thời gian lưu trú hai năm ở New York: chi phí cho mỗi hành khách sẽ rất cao. Nếu oxy có thể được chiết xuất thành công trên sao Hỏa ở một quy mô đáng kể nào đó, thì điều này có thể có hai lợi thế trực tiếp: thứ nhất, oxy có thể được sử dụng cho những du khách đến sao Hỏa, và thứ hai, oxy có thể được sử dụng để sản xuất nhiên liệu tên lửa cho hành trình trở về. Vì vậy, nếu cuộc trình diễn công nghệ thành công, NASA có thể dễ dàng tăng tốc độ tạo oxy mỗi ngày cho MOXIE lên gấp trăm lần: điều này sẽ rất hữu ích cho sứ mệnh của con người lên sao Hỏa trong tương lai.
Thứ hai, Perseverance sẽ mang theo Ingenuity, chiếc trực thăng đầu tiên bay trên sao Hỏa. Đây là lần đầu tiên NASA bay trực thăng trên một hành tinh hoặc vệ tinh khác. Sự khéo léo là một minh chứng về công nghệ: tất nhiên, thử thách là lái máy bay trực thăng trong bầu khí quyển mỏng của sao Hỏa. Giống như máy bay không người lái trên Trái đất, máy bay trực thăng trên sao Hỏa có thể giúp lập kế hoạch lái máy bay và lấy mẫu từ các vị trí mà máy bay không thể lái đến một cách an toàn. Nếu cuộc trình diễn công nghệ này thành công, chúng ta sẽ thấy vai trò lớn hơn của những chiếc trực thăng như vậy trong các nhiệm vụ trong tương lai.
Thứ ba, Kiên trì là bước đầu tiên được lên kế hoạch để mang về các mẫu đá từ sao Hỏa để phân tích trong các phòng thí nghiệm phức tạp trên Trái đất: với mục tiêu tìm kiếm các hình dạng sinh học: hoặc chữ ký của cuộc sống hiện tại hoặc quá khứ. Sự kiên trì sẽ thu thập các mẫu và một nhiệm vụ thám hiểm thứ hai sẽ bay trong vòng một thập kỷ để giúp vận chuyển các mẫu đá trở lại Trái đất.
Việc phân tích đá sao Hỏa trên Trái đất có thể sẽ cung cấp một dấu hiệu đáng tin cậy về việc liệu sự sống trên sao Hỏa là khả thi trong quá khứ hay hiện tại.
Giải thích nhanhbây giờ là trênTelegram. Nhấp chuột vào đây để tham gia kênh của chúng tôi (@ieexplained) và luôn cập nhật những thông tin mới nhất
Lý do cho sự quan tâm ngắn hạn đến sao Hỏa là gì?
Sao Hỏa là một hành tinh hấp dẫn đối với loài người. Nằm ở sân sau rất gần (cách đó khoảng 200 triệu km), sao Hỏa là một hành tinh mà con người có thể khao khát đến thăm hoặc ở lại lâu hơn. Trong quá khứ xa xôi, sao Hỏa có nước chảy và bầu khí quyển: và có lẽ là những điều kiện để hỗ trợ sự sống.
Tuy nhiên, trong thời gian tới, sự gia tăng mối quan tâm liên quan đến sao Hỏa là do Elon Musk có kế hoạch du lịch thương mại. Sứ mệnh của con người lên sao Hỏa luôn là khát vọng của các cơ quan không gian khác nhau bao gồm cả NASA. Mặc dù có thể về mặt công nghệ, chi phí được cho là rất cao: có thể lên tới 500 tỷ đô la hoặc gấp 20 lần ngân sách của NASA. Do đó, kế hoạch đưa các phi hành gia lên Sao Hỏa của NASA phần lớn là mang tính khát vọng: nói cách khác là không có đủ kinh phí.
Musk đã tiết lộ một kiến trúc mới để lên sao Hỏa. Tầm nhìn của Musk là sử dụng kết hợp các biện pháp tiết kiệm chi phí, như phương tiện phóng có thể tái sử dụng, tiếp nhiên liệu trên quỹ đạo và sản xuất nhiên liệu tên lửa trên sao Hỏa, để giảm chi phí cho hành trình đến sao Hỏa xuống 1/1000. Do đó, giá mỗi hành khách để lên Sao Hỏa trên Tàu vũ trụ Starship của anh ta sẽ là 200.000 đô la hoặc 1,5 crore Rs. Phương tiện phóng ở trung tâm kế hoạch của Elon Musk là Tàu vũ trụ Starship: phương tiện phóng mạnh nhất từng được chế tạo, với khả năng vận chuyển 100 tấn lên Quỹ đạo Trái đất. SpaceX dự kiến bay quanh Mặt trăng với hành khách tư nhân đầu tiên vào năm 2023: và có mục tiêu cho một sứ mệnh phi hành đoàn lên sao Hỏa sớm nhất là vào năm 2024. Như chúng ta đã nói, Starship đang được chế tạo và thử nghiệm tại một thị trấn Nam Texas yên bình có tên là Boca Chica. Trong một thập kỷ nữa, SpaceX với tàu vũ trụ Starship của mình, có thể chuyển đổi du hành vũ trụ và hiện thực hóa giấc mơ biến loài người thành một loài đa hành tinh của Musk.
Bài báo này xuất hiện lần đầu trên ấn bản in vào ngày 30 tháng 7 năm 2020 với tiêu đề ‘Destination Mars’.
Chia Sẻ VớI BạN Bè CủA BạN:
