Hồi hộp chờ cuộc khám phá sự sống tại mặt trăng cách Trái đất 2,6 tỉ km

Trong vòng chưa đầy sáu tháng nữa, NASA sẽ phóng Europa Clipper trong chuyến hành trình dài 2,6 tỉ km tới mặt trăng Europa của Sao Mộc. Đó là chuyến đi dài đầy khắc nghiệt với những rung lắc, va đập với môi trường ngoài không gian, nơi chịu bức xạ mặt trời, thậm chí tia gamma ngoài vũ trụ và tất nhiên là nhiệt độ nóng lạnh cực đoan. Để chuẩn bị cho điều đó, Europa Clipper gần đây đã trải qua một loạt các thử nghiệm then chốt tại phòng thí nghiệm để đảm bảo tàu vũ trụ có thể vượt qua thử thách.

Để thử nghiệm chân thực nhất, các nhà khoa học ở NASA đã mô phỏng môi trường mà tàu vũ trụ sẽ phải đối mặt, khiến nó chịu rung lắc, lạnh giá, thiếu không khí, trường điện từ, v.v.

Jordan Evans, giám đốc dự án của sứ mệnh, cho biết: “Đây là những cuộc thử nghiệm lớn cuối cùng để rà soát bất kỳ sai sót nào. Các kỹ sư của chúng tôi đã thực hiện một loạt thử nghiệm được thiết kế bài bản và đầy thử thách để đưa hệ thống đối đầu với các thử thách. Những gì chúng tôi nhận thấy là tàu vũ trụ có thể xử lý các tình huống tốt ở điều kiện trong và sau khi phóng. Hệ thống hoạt động rất tốt và đúng như mong đợi”.

Cuộc thử nghiệm gần đây nhất đối với Europa Clipper cũng là một trong những cuộc thử nghiệm phức tạp nhất, cần 16 ngày để hoàn thành. Europa Clipper là tàu vũ trụ lớn nhất mà NASA từng chế tạo cho một sứ mệnh khám phá hành tinh và là một trong những tàu được đẩy vào phòng giả lập chân không với chiều dài 26 mét và đường kính 8 mét. Được biết đến với tên gọi Bộ mô phỏng không gian, căn phòng này tạo ra một khoảng chân không gần như hoàn hảo bên trong để mô phỏng môi trường không có không khí ngoài vũ trụ.

Các kỹ sư đã đặt phần cứng của tàu dưới nhiệt độ cao mà nó sẽ trải qua khi Europa Clipper bị ánh Mặt trời chiếu trực tiếp trong khi tàu vũ trụ mới rời Trái đất. Các chùm tia từ những ngọn đèn công suất lớn ở đế của Bộ mô phỏng Không gian sẽ tái hiện sức nóng mà tàu vũ trụ sẽ chịu đựng khi còn gần Mặt trời.

Để mô phỏng hành trình của tàu Europa Clipper khi rời xa Mặt trời, các bóng đèn được làm mờ đi và các ống chứa đầy nitơ lỏng đặt trong thành buồng để làm lạnh chúng đến nhiệt độ ngoài không gian. Sau đó, nhóm nghiên cứu đánh giá xem tàu vũ trụ có thể tự làm ấm hay không bằng cách theo dõi khoảng 500 cảm biến nhiệt độ.

Tàu quỹ đạo cũng đã trải qua quá trình thử nghiệm độ rung, sốc và chịu âm. Trong quá trình thử nghiệm độ rung, tàu vũ trụ bị rung lắc liên tục – lên xuống và từ bên này sang bên kia – giống như cách nó sẽ bị tên lửa SpaceX Falcon Heavy đẩy lên trong quá trình cất cánh. Thử nghiệm sốc bằng thuốc pháo để mô phỏng cú sốc mà tàu vũ trụ sẽ phải hứng chịu khi tách khỏi tên lửa để thực hiện sứ mệnh của mình. Cuối cùng, thử nghiệm âm thanh đảm bảo rằng Europa Clipper có thể chịu được tiếng ồn khi phóng, khi tiếng ầm ầm của tên lửa quá lớn có thể làm hỏng tàu vũ trụ nếu nó không đủ chắc chắn.

Evans cho biết: “Vẫn còn nhiều việc phải làm nhưng chúng tôi đang đi đúng hướng để phóng tàu đúng thời hạn. Và trên thực tế, cuộc thử nghiệm này rất thành công là một điều tích cực rất lớn và giúp chúng tôi bớt căng thẳng hơn”.

Chuẩn bị lên đường

Cuối mùa xuân này, tàu vũ trụ Europa Clipper sẽ được chuyển đến Trung tâm vũ trụ Kennedy của NASA ở Florida. Tại đây, đội ngũ kỹ sư, kỹ thuật viên sẽ tiến hành những khâu chuẩn bị cuối cùng. Thời gian khởi hành của Europa Clipper dự kiến vào ngày 10.10.

Sau khi cất cánh, tàu vũ trụ sẽ lao về phía sao Hỏa và vào cuối tháng 2.2025, nó sẽ đủ gần để lợi dụng lực hấp dẫn của Hành tinh Đỏ trong việc tăng thêm động lượng. Từ đó, tàu vũ trụ chạy bằng năng lượng mặt trời sẽ quay trở lại Trái đất để nhận thêm một cú đẩy từ trường hấp dẫn của Trái Đất vào tháng 12.2026.

Sau đó, tàu di chuyển ra phía bên ngoài hệ mặt trời, nơi Europa Clipper dự kiến ​​đến quỹ đạo sao Mộc vào năm 2030. Tàu vũ trụ sẽ quay quanh hành tinh khí khổng lồ khi nó bay ngang qua Europa 49 lần, với khoảng cách chỉ cách bề mặt của mặt trăng này 25 km để thu thập dữ liệu bằng các thiết bị tiên tiến nhất. Thông tin thu thập được sẽ cho các nhà khoa học biết thêm về phần bên trong chứa nước của mặt trăng Europa.

Thông tin thêm về sứ mệnh

Mục tiêu khoa học chính của Europa Clipper là xác định xem có nơi nào bên dưới bề mặt của Europa có khả năng hỗ trợ sự sống hay không. Ba mục tiêu khoa học chính của sứ mệnh là xác định độ dày của lớp vỏ băng giá của mặt trăng và sự tương tác bề mặt của nó với đại dương bên dưới; nghiên cứu thành phần của nó và mô tả đặc điểm địa chất của nó. Việc khám phá chi tiết Europa của sứ mệnh sẽ giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về tiềm năng sinh học vũ trụ đối với các thế giới có thể sinh sống được ngoài hành tinh của chúng ta.