Giai đoạn khốc liệt nhất của sứ mệnh đổ bộ cỗ máy tỷ đô Perseverance xuống sao Hỏa

Trang Ly |
Giai đoạn khốc liệt nhất của sứ mệnh đổ bộ cỗ máy tỷ đô Perseverance xuống sao Hỏa
Giai đoạn khốc liệt nhất của sứ mệnh đổ bộ cỗ máy tỷ đô Perseverance xuống sao Hỏa
Ảnh: NASA/JPL-Caltech

Hạ cánh trên sao Hỏa rất khó. Chỉ khoảng 40% các sứ mệnh đến sao Hỏa - ​​bởi bất kỳ cơ quan vũ trụ nào - đạt được thành công.

Sự kiện ngày 18/2/2021 – Khi tàu thăm dò Perseverance đổ bộ sao Hỏa theo kế hoạch – sẽ là khoảnh khắc mong chờ và hồi hộp nhất đối với hàng nghìn nhà khoa học NASA. Perseverance Rover (gọi tắt là Perseverance) trị giá 2,4 tỷ USD, sẽ thực hiện 2 nhiệm vụ: (1) Tìm kiếm dấu hiệu sự sống cổ xưa (vi sinh vật cổ đại); và (2) Thu thập các mẫu đất đá khả năng được gửi trở lại Trái Đất để nghiên cứu trong tương lai.

Trước khi thâm nhập sao Hỏa, nó phải trải qua gia đoạn cực kỳ khó khăn:

Thâm nhập bầu khí quyển (Nhập cảnh), Đi xuống và Hạ cánh - gọi tắt tiếng Anh là "EDL" - là giai đoạn ngắn nhất và khốc liệt nhất của sứ mệnh Mars 2020

Giai đoạn này bắt đầu khi tàu vũ trụ đạt đến đỉnh khí quyển sao Hỏa với tốc độ 20.000 km mỗi giờ. Tổng thời gian của EDL là 7 phút. Nếu thành công: Robot tự hành Perseverance sẽ đứng trên bề mặt sao Hỏa. Nếu thất bại: Perseverance sẽ nổ tung.

Trường hợp nếu thành công, dự kiến vào lúc 3:55 Giờ Miền Đông ngày 18/2/2021, robot có bánh xe với kích thước như một chiếc ô tô nhỏ (là Perseverance) sẽ hoàn thành hành trình dài 6 tháng, trải qua quãng đường không gian dài 470.733.120 km và chạm xuống bề mặt Hành tinh Đỏ một cách an toàn, tại địa điểm là miệng hố va chạm Jezero - một lưu vực rộng 45 km, nơi có tầm nhìn ngoạn mục ra những vách đá dựng đứng, cồn cát và những cánh đồng rải đá cuội - nơi được cho là chứa bằng chứng về sự sống cổ đại. Và sứ mệnh của Perseverance là phải làm sáng tỏ điều đó.

Hàng nghìn nhà khoa học tham gia dự án Perseverance đều nín thở chờ đợi "7 phút kinh hoàng" qua đi để được ăn mừng chiến thắng của Perseverance. 

Vì sao NASA gọi EDL là thời gian "7 phút kinh hoàng"?

Để giảm tốc từ tốc độ 20.000 km mỗi giờ đó xuống 0 một cách an toàn xuống mục tiêu đổ bộ bên dưới, trong khoảng thời gian cực ngắn đó, đòi hỏi thiết bị bay chứa Perseverance phải "hãm phanh" một cách rất cẩn thận, sáng tạo và đầy thử thách.

Hạ cánh trên sao Hỏa rất khó. Chỉ khoảng 40% các sứ mệnh từng được gửi đến sao Hỏa - ​​bởi bất kỳ cơ quan vũ trụ nào - đạt được thành công. Để đổ bộ an toàn, hàng trăm thứ phải diễn ra đúng lúc. Không một sai sót. 

G. Scott Hubbard, Giáo sư hàng không và du hành vũ trụ tại Đại học Stanford (Mỹ) cho biết: "Luôn luôn có rủi ro trong bất kỳ sứ mệnh tiến đến một thế giới khác ngoài Trái Đất. Chẳng ai có thể tránh được!"

Giai đoạn khốc liệt nhất của sứ mệnh đổ bộ cỗ máy tỷ đô Perseverance xuống sao Hỏa - Ảnh 1.

G. Scott Hubbard, Giáo sư hàng không và du hành vũ trụ tại Đại học Stanford (Mỹ)

Hơn nữa, Perseverance phải tự mình xử lý mọi thứ. Bởi sao? Vì sao Hỏa ở rất xa Trái Đất, các tín hiệu vô tuyến từ Perseverance phải mất khoảng 11 phút 22 giây mới truyền về phòng điều khiển sứ mệnh trên Trái Đất. Vì vậy, vào thời điểm phòng điều khiển sứ mệnh nhận được tín hiệu rằng Perseverance đã được đưa đến tầng ngoài bầu khí quyển của sao Hỏa, thì thời gian thực lúc đó sẽ là: Perseverance đã hạ cánh an toàn — hoặc nổ tung và thất bại.

Do đó, khoảng thời gian chênh lệch đó, Perseverance phải "tự xoay sở" bởi nó được thiết kế để tự mình hoàn thành toàn bộ quá trình EDL - một cách tự chủ.

Chuẩn bị cuối cùng

Mười phút trước khi đi vào bầu khí quyển sao Hỏa, tàu vũ trụ mang theo Perseverance sẽ thả hết các thiết bị phục vụ trong giai đoạn hành trình như tấm pin Mặt Trời, radio, thùng nhiên liệu... Bên trong nó chỉ còn vỏ bình bảo vệ - với rover và giai đoạn hạ nhiệt bên trong. 

Tất cả để phục vụ cho giai đoạn EDL. Trước khi đi vào bầu khí quyển, chiếc xe sẽ bắn các động cơ đẩy nhỏ trên vỏ sau để tự định hướng lại và đảm bảo tấm chắn nhiệt hướng về phía trước cho những gì xảy ra tiếp theo.

Xâm nhập khí quyển

Khi tàu vũ trụ đi vào bầu khí quyển sao Hỏa, lực cản tạo ra làm tốc độ của nó chậm lại - nhưng những lực này cũng làm nóng vỏ tàu lên đáng kể. 

Nhiệt độ cao nhất xảy ra khoảng 80 giây sau khi đi vào khí quyển, lúc đó nhiệt độ ở bề mặt bên ngoài của tấm chắn nhiệt đạt khoảng khoảng 1.300 độ C. Tuy nhiên, bên trong vỏ bình bảo vệ, rover an toàn và chỉ "ấm" đến nhiệt độ phòng.

Mở dù

Để xác định thời điểm của giai đoạn quan trọng này, Perseverance sử dụng một công nghệ mới - Bộ kích hoạt phạm vi - để tính toán khoảng cách tới mục tiêu hạ cánh và mở dù vào thời điểm lý tưởng.

Chiếc dù có đường kính là 21,5 m, triển khai khoảng 240 giây sau khi thâm nhập bầu khí quyển, ở độ cao khoảng 11 km và vận tốc khoảng 1.512 km/giờ.

Giai đoạn khốc liệt nhất của sứ mệnh đổ bộ cỗ máy tỷ đô Perseverance xuống sao Hỏa - Ảnh 2.

Toàn bộ quá trình "7 phút kinh hoàng" của Perseverance. Nguồn: NASA / JPL-Caltech

Chuẩn bị hạ cánh

Hai mươi giây sau khi triển khai nhảy dù, tấm chắn nhiệt tách ra và rơi đi. Lần đầu tiên tàu thám hiểm tiếp xúc với bầu khí quyển của sao Hỏa, các máy ảnh và dụng cụ quan trọng bắt đầu hoạt động để ghi lại quá trình. 

Radar hạ cánh của Perseverance phát tín hiệu của bề mặt để xác định độ cao. Trong khi đó, một công nghệ EDL mới khác - Điều hướng tương đối theo địa hình - được tung ra. Khi Perseverance quyết định nơi hạ cánh, nó có thể nhìn xuống, hiểu vị trí của nó so với bề mặt, tham khảo bản đồ để điều động một khoảng cách nhỏ và chọn điểm hạ cánh an toàn nhất có thể.

Sẵn sàng

Chiếc dù mang theo Perseverance chỉ có thể làm chậm quá trình rơi xuống còn khoảng 320 km một giờ. Để đạt được tốc độ chạm đất an toàn, Perseverance phải tự cắt mình khỏi chiếc dù và sử dụng tên lửa để đi hết quãng đường còn lại.

Ngay phía trên rover, bên trong vỏ sau, là giai đoạn hạ nguồn chạy bằng tên lửa. Hãy coi nó như một loại phản lực với tám động cơ chĩa xuống đất. Khi đã ở độ cao khoảng 2.100 mét so với bề mặt, rover tách khỏi vỏ sau và kích hoạt động cơ giai đoạn xuống.

12 giây trước "giờ G"

Khi tốc độ gốc cuối cùng của thiết bị bay chỉ còn 2,7 km mỗi giờ, nó khởi động "Skycrane" cơ động. Khoảng 12 giây trước khi chạm đất, ở độ cao khoảng 20 mét so với bề mặt, thiết bị bay sẽ kết nối với Perseverance bằng bộ cáp dài 6,4 mét. Trong khi đó, Perseverance sẽ khởi động hệ thống di chuyển, mở bánh xe, sẵn sàng đáp nhẹ nhàng xuống bề mặt sao Hỏa.

Ngay sau khi Perseverance cảm nhận được rằng bánh xe của nó đã chạm đất, nó sẽ nhanh chóng cắt dây cáp nối. Và bắt đầu một hành trình mới trên sao Hỏa.

Giai đoạn khốc liệt nhất của sứ mệnh đổ bộ cỗ máy tỷ đô Perseverance xuống sao Hỏa - Ảnh 3.

Trong hình minh họa này, Perseverance sử dụng mũi khoan của mình để khoét lõi một mẫu đá trên sao Hỏa. NASA hy vọng sẽ lấy được những mẫu như vậy trong một nhiệm vụ trong tương lai. Nguồn: NASA / JPL-Caltech

Sau khi hạ cánh, Perseverance sẽ tự phát triển, trải qua một số bài kiểm tra nội bộ và sau đó chạy trên bề mặt sao Hỏa. Sứ mệnh kép dài ít nhất 1 năm sao Hỏa (tương đương 687 ngày Trái Đất).

Vài ngày sau khi hạ cánh, Perseverance sẽ gửi lại một số hình ảnh về quá trình thâm nhập và hạ cánh. Thiết bị bay thám hiểm mang theo 19 máy ảnh và tàu đổ bộ của nó (Perseverance) mang thêm 4 máy ảnh nữa — Đây là số lượng máy ảnh lớn nhất từng bay trong một sứ mệnh không gian sâu.

Nếu mọi việc suôn sẻ, các camera được gắn vào tàu đổ bộ sẽ gửi lại hình ảnh có độ phân giải cao về sự trượt dù, hạ cánh của máy bay và các bộ phận quan trọng khác của quá trình vào, xuống và hạ cánh, điều này sẽ giúp các kỹ sư tinh chỉnh quy trình hạ cánh cho các nhiệm vụ trong tương lai.

Perseverance cũng mang theo một chiếc micrô - nghĩa là trong vòng vài ngày sau khi hạ cánh, các nhà khoa học và khán giả sẽ có thể nghe thấy âm thanh của sao Hỏa.

Điều quan trọng đối với các nhiệm vụ trong tương lai, Perseverance cũng sẽ sử dụng cánh tay robot dài 2 mét của mình để thu thập các mẫu từ bề mặt sao Hỏa có thể chứa bằng chứng về sự sống của vi sinh vật cổ đại. 

Những thứ này sẽ được lưu trữ tại một địa điểm an toàn trên sao Hỏa và NASA hy vọng sẽ đưa chúng trở lại Trái Đất trong một nhiệm vụ trong tương lai – Điều này có nghĩa là Perseverance là chặng mở đầu trên cuộc đua tiếp sức liên hành tinh, tham vọng nhất từ ​​trước đến nay.

Bài viết sử dụng nguồn: Scitechdaily, NASA

Đọc thêm về:

    Đọc tin tức mới hot nhất báo vietnamnet tại Soha.Bạn đọc có thể báo tin, gửi bài viết, clip, ảnh về email khampha@ttvn.vn để nhận nhuận bút cao trong vòng 24h. Đường dây nóng: 0943 113 999

    Soha
    Trí Thức Trẻ
      Công ty Cổ phần VCCorp

      © Copyright 2010 - 2021 – Công ty Cổ phần VCCorp

      Tầng 17,19,20,21 Toà nhà Center Building - Hapulico Complex,
      Số 1 Nguyễn Huy Tưởng, Thanh Xuân, Hà Nội.
      Email: btv@soha.vn
      Giấy phép số 2411/GP-TTĐT do Sở Thông tin và Truyền thông Hà Nội cấp ngày 31 tháng 07 năm 2015.
      Chịu trách nhiệm nội dung: Ông Nguyễn Thế Tân

      Liên hệ quảng cáo:
      Hotline: 0942.86.11.33
      Email: giaitrixahoi@admicro.vn
      Hỗ trợ & CSKH:
      Tầng 20, tòa nhà Center Building, Hapulico Complex,
      số 1 Nguyễn Huy Tưởng, phường Thanh Xuân Trung, quận Thanh Xuân, Hà Nội.
      Tel: (84 24) 7307 7979
      Fax: (84 24) 7307 7980
      Chính sách bảo mật

      Chat với tư vấn viên