Nhật Bản phóng vệ tinh quan sát bức xạ X, tàu đổ bộ mặt trăng “Moon Sniper”

Một ảnh minh họa hình ảnh tàu “Moon Sniper” đổ bộ trên bề mặt mặt trăng. Ảnh: JAXA.

 

Sự kiện phóng tàu không gian của Cơ quan Vũ trụ Nhật Bản, sau khi bị trì hoãn nhiều lần do điều kiện thời tiết không phù hợp, đã được thực hiện tại Trung tâm Vũ trụ Tanegashima vào lúc 8:42 sáng ngày thứ Ba theo giờ Nhật Bản.

 

Vệ tinh XRISM và tàu đổ bộ mặt trăng được phóng tại Nhật Bản vào sáng thứ Ba. Ảnh: JAXA/YouTube.

 

Sự kiện này được phát trực tiếp trên kênh YouTube của JAXA, với ngôn ngữ tiếng Anh và tiếng Nhật.

Vệ tinh XRISM (phát âm tương tự “crism) viết tắt của X-Ray Imaging and Spectroscopy Mission (Sứ mệnh Quan sát Hình ảnh và Quang phổ Bức xạ X), là  hợp tác giữa JAXA và NASA, cùng với sự tham gia của Cơ quan Vũ trụ châu Âu và Cơ quan Vũ trụ Canada.

 

Ảnh minh họa vệ tinh XRISM trong quỹ đạo. Ảnh: Trung tâm Hàng không Vũ trụ Goddard của NASA.

 

Cũng được phóng trong sự kiện này là tàu SLIM của JAXA, hay Smart Lander for Investigating Moon (Tàu Đổ bộ Thông minh nhằm Phân tích Mặt trăng). Tàu đổ bộ khám phá cỡ nhỏ này được thiết kế thể hiện khả năng đáp “chính xác” tại một địa điểm với sai số trong vòng 100 mét, thay vì sai số 1 km thông thường, bằng cách tận dụng công nghệ đáp độ chính xác cao. Tính chính xác cao đó mang lại cho sứ mệnh này cái tên “Moon Sniper”.

 

Vệ tinh cùng với hai thiết bị trên đó sẽ quan sát các vùng nóng nhất, các cấu trúc lớn nhất và các thiên thể có lực trọng trường mạnh nhất trong vũ trụ. XRISM sẽ có khả năng phát hiện bức xạ X, một bước sóng mà con người không thể nhìn thấy được bằng mắt thường.

 

 

Bức xạ X được phóng ra từ các vật thể và sự kiện có năng lượng lớn nhất trong vũ trụ. Đó là lý do khiến các nhà thiên văn muốn nghiên cứu chúng.

 

Richard Kelley, nghiên cứu viên trưởng của Trung tâm Hàng không Vũ trụ Goddard của NASA tại Greenbelt, Maryland đã cho biết: “Những sự kiện chúng tôi muốn nghiên cứu với XRISM bao gồm các ngôi sao sau khi phát nổ và các dòng bức xạ được phóng với tốc độ gần với tốc độ ánh sáng từ các hố đen siêu khổng lồ tại trung tâm của các dải ngân hà. Nhưng tất nhiên chúng tôi hào hứng nhất về những hiện tượng bất ngờ mà XRISM có thể phát hiện khi quan sát vũ trụ xung quanh chúng ta”.

 

So với bước sóng của các dạng ánh sáng khác, bức xạ X có bước sóng ngắn tới mức chúng có thể xuyên qua những gương dạng đĩa được sử dụng để phát hiện các dạng ánh sáng thấy được bằng mắt thường, tia hồng ngoại và tia cực tím như các kính thiên văn James Webb và Hubble.

 

Vì vậy, XRISM được thiết kế với hàng gương cong đan xen nhau, giúp dễ dàng phát hiện tia X hơn. Vệ tinh này sẽ cần được hiệu chỉnh thường xuyên mỗi vài tháng một khi được đưa vào quỹ đạo. Sứ mệnh này được dự kiến sẽ hoạt động trong vòng 3 năm.

 

XRISM mang theo hai khối gương đặc biệt giúp phát hiện bức xạ X. Ảnh: Taylor Mickal/NASA.

 

Vệ tinh này có thể phát hiện tia X với mức năng lượng từ 400 tới 12000 electron volt, mức năng lượng lớn hơn nhiều so với ánh sáng thấy được bằng mắt thường ở mức 2 tới 3 electron volt. Khả năng phát hiện này cho phép nghiên cứu những thiên thể lớn nhất trong vũ trụ.

 

Vệ tinh này mang theo hai thiết bị mang tên Resolve và Xtend. Resolve có khả năng theo dõi những thay đổi về nhiệt độ dù là nhỏ nhất cho phép nó xác định nguồn, thành phần, đặc tính chuyển động và tình trạng vật lý của tia X. Resolve hoạt động ở nhiệt độ -273.10 độ C, nhiệt độ lạnh hơn nhiệt độ vũ trụ sâu tới 50 lần, nhờ vào một khối Helium lỏng.

 

Thiết bị này sẽ cho phép các nhà thiên văn học mở khóa những bí ẩn của vũ trụ như đặc tính hóa học của các vùng khí gas nóng rực sáng trong các cụm thiên hà.

 

Ông Kelley cho biết: “Resolve trên XRISM sẽ cho phép chúng tôi phân tích thành phần của các nguồn tia X trong vũ trụ ở một cấp độ mà trước đây là bất khả thi. Chúng tôi kỳ vọng sẽ rút ra được nhiều kết luận mới về những vật thể nóng nhất trong vũ trụ, bao gồm các ngôi sao phát nổ, các hố đen và các thiên hà quanh chúng, và các cụm thiên hà”.

 

Bên cạnh đó, Xtend sẽ cho XRISM một trong những góc quan sát lớn nhất trong số các vệ tinh quan sát bức xạ X từ trước tới nay.

 

Brian Williams, nhà khoa học trong dự án XRISM của NASA tại Goddard cho biết: “Các quang phổ mà XRISM thu thập được sẽ có tính chi tiết cao chưa từng có cho những hiện tượng mà chúng tôi sẽ quan sát. Sứ mệnh này sẽ mang lại cho chúng tôi hiểu biết về những nơi khó nghiên cứu nhất, như là cấu trúc bên trong lòng các ngôi sao neutron và các dòng bức xạ được phóng từ các hố đen trong các thiên hà hoạt động”.

 

 

Trong khi đó, SLIM sẽ sử dụng hệ thống đẩy được trang bị để bay về phía mặt trăng. Tàu này sẽ vào quỹ đạo mặt trăng khoảng 3 tới 4 tháng sau khi phóng, bay quanh mặt trăng trong một tháng, và bắt đầu hạ cánh mềm từ 4 tới 6 tháng sau khi phóng. Nếu tàu này hạ cánh thành công, sứ mệnh với nhiệm vụ trình diễn công nghệ này cũng sẽ nghiên cứu bề mặt mặt trăng trong một thời gian ngắn.

 

Mô hình tàu SLIM tại Trung tâm Vũ trụ Tanegashima. Ảnh: JAXA.

 

Khác với các sứ mệnh đổ bộ mặt trăng hướng vào cực Nam khác, SLIM sẽ hướng vào một vị trí gần với một hố mặt trăng mang tên Shioli, gần Biển Nectar, và tại đây tàu này sẽ phân tích thành phần đá giúp các nhà khoa học phát hiện nguồn gốc của mặt trăng. Điểm hạ cánh này nằm ở phía Nam Biển Tranquility, nơi tàu Apollo 11 hạ cánh gần đường xích đạo của mặt trăng trong năm 1969.

 

Theo sau Mỹ, Liên Xô và Trung Quốc, Ấn Độ trở thành nước thứ tư thực hiện hạ cánh thành công trên bề mặt mặt trăng khi tàu Chandrayaan-3 hạ cánh tại cực Nam mặt trăng vào ngày 23 tháng 8. Trước đó, tàu đổ bộ mặt trăng Hakuto-R của công ty Ispace từ Nhật Bản đã rơi từ độ cao 4.8km và va chạm với bề mặt mặt trăng trong khi hạ cánh vào tháng 4.

 

Tàu SLIM được trang bị công nghệ điều hướng dựa vào khả năng quan sát. Mục tiêu hạ cánh chính xác trên mặt trăng là mục tiêu cốt yếu của JAXA và các cơ quan vũ trụ khác.

 

Các khu vực nhiều tài nguyên như cực Nam mặt trăng và khu vực trong bóng tối với nước dạng băng cũng sẽ mang theo yếu tố nguy hiểm trên các hố mặt trăng và bề mặt đá. Các sứ mệnh trong tương lai sẽ cần phải có khả năng đáp tại các khu vực chật hẹp nhằm tránh các yếu tố này.

 

SLIM cũng có thiết kế nhẹ, một yếu tố có thể sẽ đáng lưu ý khi các cơ quan vũ trụ lên kế hoạch cho những sứ mệnh thường xuyên hơn và khám phá các mặt trăng xung quanh những hành tinh khác như sao Hỏa. JAXA tin rằng việc SLIM đạt được mục tiêu sẽ biến những sứ mệnh hạ cánh “từ hạ cánh nơi hạ cánh được thành hạ cánh nơi chúng tôi muốn”.