Nhật Bản phóng tàu lấy mẫu vật mặt trăng Sao Hỏa

Tàu vũ trụ của Nhật Bản cất cánh thành công, bắt đầu hành trình 10 tháng tới Sao Hỏa để lấy mẫu vật mặt trăng Phobos, mang về Trái Đất vào năm 2031.

Space đưa tin, tàu Martian Moons eXploration (MMX) cất cánh trên tên lửa H3 từ bệ số 2 tại Khu phức hợp phóng Yoshinobu thuộc Trung tâm Vũ trụ Tanegashima ở Kagoshima, Nhật Bản vào 4h41 ngày 20/10 (2h41 cùng ngày giờ Hà Nội). Tàu vũ trụ MMX sẽ hướng tới quỹ đạo Sao Hỏa nhằm nghiên cứu hai mặt trăng Phobos và Deimos của hành tinh này.

Nếu mọi thứ diễn ra theo kế hoạch, MMX sẽ trở thành tàu vũ trụ đầu tiên hạ cánh và thu hồi mẫu vật từ Phobos để đưa về Trái Đất, giúp làm sáng tỏ một bí ẩn hàng thập kỷ về nguồn gốc các mặt trăng và hé lộ manh mối về quá trình hình thành hệ Mặt Trời sơ khai.

Đây là lần phóng thứ 10 của tên lửa hai tầng H3 do Cơ quan khám phá hàng không vũ trụ Nhật Bản (JAXA) và Mitsubishi Heavy Industries hợp tác phát triển. Sau khi rời khỏi bệ phóng, phương tiện phóng cao 63 mét, bay theo quỹ đạo dự kiến qua Thái Bình Dương, tách bỏ 4 bộ đẩy tăng cường nhiên liệu rắn theo cặp. Sau đó, tên lửa tiếp tục tháo rời nắp bảo vệ khoang hàng, lần đầu để lộ MMX.

Theo Mitsubishi Heavy Industries, tầng đầu của H3 hoạt động nhờ hai động cơ tên lửa LE-9, kết hợp hydro và oxy lỏng để tạo ra lực đẩy tổng cộng 1.471 kN. Khoảng 5 phút sau khi cất cánh, H3 tiến hành ngắt động cơ chính và tách khỏi tầng trên để bộ phận này khai hỏa động cơ riêng trong 5,5 phút. Tiếp theo, tầng trên của H3 kích hoạt động cơ lần thứ hai, đưa MMX đạt tốc độ tối đa khoảng 38.858 km/h để thoát khỏi quỹ đạo Trái Đất và bắt đầu hành trình dài ngày tới Sao Hỏa.

Tàu MMX được giải phóng từ tầng trên của tên lửa theo đúng lịch trình khoảng 71 phút sau khi rời bệ phóng. Hiện nay, MMX đang tự lái tới Sao Hỏa. Chuyến đi liên hành tinh sẽ kéo dài khoảng 10 tháng, dự kiến tới hành tinh đỏ vào tháng 8/2027. Khi đến nơi, module đẩy của MMX sẽ đốt cháy động cơ để tiến vào quỹ đạo vệ tinh giả (QSO) quanh Phobos.

Theo Japan Times , MMX sẽ trải qua 3 năm trong hệ thống Sao Hỏa, dành phần lớn thời gian để nghiên cứu mặt trăng Phobos rộng 22 km và quay quanh hành tinh ở khoảng cách 6.000 km.

Tàu vũ trụ nặng 5 tấn sẽ đồng bộ với quỹ đạo của Phobos quanh Sao Hỏa và triển khai robot tự hành Idefix của cơ quan vũ trụ Pháp và Đức lên bề mặt Phobos vào cuối 2028 hoặc đầu 2029. Do lực hấp dẫn trên Phobos chỉ bằng 1/1.000 so với Trái Đất, robot tự hành 4 bánh sẽ nảy lên trong vài phút trên bề mặt Phobos trước khi dừng hẳn. Nó sẽ dành 100 ngày để khảo sát bề mặt thiên thể nhằm tìm vị trí hạ cánh và lấy mẫu an toàn trước khi tàu đổ bộ 4 chân thu thập mẫu vật. Tàu đổ bộ sẽ chỉ dùng hai giờ trên Phobos để khoan và hút vật liệu rồi phóng trở lại không gian.

Guardian cho biết NASA đã đưa 9 tàu vũ trụ hạ cánh trên Sao Hỏa trong nửa thế kỷ qua, trong khi Trung Quốc đáp xuống hành tinh đỏ vào năm 2021. Tuy nhiên, đây là lần đầu tiên một nhiệm vụ tìm cách hạ cánh trên mặt trăng Phobos.

Tiếp theo, MMX sẽ tạm thời trở lại QSO trước khi chuyển sang quỹ đạo dài hơn quanh Sao Hỏa, giao cắt với mặt trăng Deimos nhỏ hơn, chỉ rộng 14 km. Trong vài tháng cuối nhiệm vụ, MMX sẽ bay nhiều lần qua Deimos rồi khởi hành về Trái Đất vào tháng 11/2030. Dự kiến khoang chứa mẫu vật của MMX sẽ đáp xuống Australia vào năm 2031.

Giới khoa học hy vọng mẫu vật và dữ liệu thu thập trong nhiệm vụ MMX sẽ góp phần giải đáp câu hỏi tồn tại nhiều thập kỷ về nguồn gốc mặt trăng Sao Hỏa. Cả Phobos và Deimos đều có hình dạng dài lồi lõm giống củ khoai tây thay vì hình cầu. Hình dạng này kết hợp với thành phần hóa học của chúng cho thấy Phobos và Deimos có thể là tiểu hành tinh từ hệ Mặt Trời sơ khai bị hút bởi lực hấp dẫn của Sao Hỏa.

Một giả thuyết khác cho rằng chúng ra đời trong một vụ va chạm dữ dội tương tự Mặt Trăng của Trái Đất. Việc tìm ra câu chuyện nguồn gốc thực sự của các mặt trăng sẽ cung cấp manh mối quan trọng về quá khứ địa chất của Sao Hỏa cũng như lịch sử sơ khai của hệ Mặt Trời.

Khi mẫu vật MMX đưa trở về Trái Đất an toàn, các nhà khoa học sẽ nghiên cứu thành phần và khoáng chất của chúng, sau đó so sánh với dấu vết hóa học từ đá Sao Hỏa và tiểu hành tinh. Kết quả phân tích sẽ cho phép họ xác định nguồn gốc của Phobos và Deimos.

Nhiệm vụ MMX trị giá 578 triệu USD đánh dấu nỗ lực hợp tác quốc tế giữa JAXA, NASA, Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA), cùng với một số công ty cung cấp thiết bị khoa học và liên lạc cho tàu vũ trụ. NASA đầu tư khoảng 87 triệu USD cho đến khi kết thúc nhiệm vụ, để đổi lại ít nhất 15% trong số 10 gram mẫu vật Phobos. Lượng mẫu vật này sẽ được chuyển giao và bảo quản tại Trung tâm Vũ trụ Johnson của NASA ở Houston để phân tích.

MMX không phải là dự án thu thập mẫu vật Phobos đầu tiên được thực hiện. Nhiệm vụ đầu tiên là Phobos-Grunt của Nga, phóng vào tháng 11/2011 nhưng không thể thoát khỏi quỹ đạo Trái Đất do sự cố tên lửa. Tàu vũ trụ 4,5 tấn sau đó rơi trở lại Trái Đất trên Thái Bình Dương vào tháng 1/2012.