Mô hình trạm InSight Lander
InSight
Lander là trạm của Cơ quan Nghiên cứu không gian
Hoa Kỳ (NASA) vừa hạ xuống sao Hỏa tại một vùng gần xích đạo Elysium Planitia của
sao Hỏa, phía Nam của một vùng núi lửa cổ, hôm 26-11-2018. Khác với các chương
trình xe tự hành trước đó, nó sẽ đứng một chỗ để nghiên cứu thành phần địa chất
và cấu tạo của sao Hỏa trong một năm của sao Hỏa, tức 728 ngày trên Trái Đất
(hơn 2 năm một chút).
InSight là viết tắt của một tên dài: Interior
Exploration using Seismic Investigations, Geodesy and Heat Transport. Chương
trình có giá thành 814 triệu đô la Mỹ.
Tóm tắt lịch sử của chương trình
InSight là một trong 28 chương trình do NASA đề xuất vào năm 2010, có nhiệm
vụ nghiên cứu Hệ Mặt trời với giá thành thấp. Lúc đầu dự kiến giá không được
quá 425 triệu đô la, kể cả tiền phóng. Ba đơn vị là InSight, Titan Mare Explorer
và Comet
Hopper vào chung kết mỗi đơn vị đã nhận được 3 triệu đô la và tháng 5-2011
để thực hiện nghiên cứu phương án. Vào tháng 8-2012 họ quyết định sẽ phóng InSight vào lần phóng tiếp theo. Bản thiết
kế bắt đầu được thực hiện vào tháng 5-2014 và do hãng Lockheed Martin Space Systems chế tạo.
Tháng 12-2015, NASA tuyên bố kế hoạch phóng
dự kiến vào tháng 3-2016 không thực hiện được do bộ phận nghiên cứu cấu trúc
lòng đất sao Hỏa bằng sóng địa chấn có vấn đề (Seismic Experiment for Interior Structure -SEIS). Các nhà lãnh đạo
NASA lúc đó còn nói là có thể chương trình sẽ bị loại do giá thành sẽ vượt quá
675 triệu đô la kể cả tiền phóng, tiền phân tích dữ liệu và các hoạt động khoa
học (lúc đấy họ đã chi hết 525 triệu đô la).
Tháng 9-2016, NASA lại tuyên bố tiếp tục
chương trình InSight. Thời điểm phóng
được chọn là mùa xuân năm 2018 không có gì gây ngạc nhiên, bởi cứ 26 tháng thì
quỹ đạo của sao Hỏa và Trái Đất sẽ thích hợp cho việc phóng con tầu, ngoài cửa
sổ thời gian này thì tiền nhiên liệu để bay lên sao Hỏa sẽ đắt hơn nhiều.
"Việc thiết kế lại thiết bị và việc chậm
phóng hai năm đã tốn 153,8 thêm triệu đô la”
cộng với con số 675 triệu, NASA công bố. "Số tiền phải thêm này
không ảnh hưởng hay phải hủy các chương trình đang thực hiện, mặc dù sẽ ít có
các cơ hội cho các chương trình mới trong các năm tài khóa 2017-2020," họ
bổ sung.
Các nước tham gia thiết kế
Bảy phút quyết định
Sau sáu tháng rưỡi bay trong vũ trụ, InSight đi vào bầu khí quyển sao Hỏa
khoảng trước 20h00 giờ GMT hôm 26-11. Sau đó nó thực hiện một quá trình hạ cánh
phức tạp, hạ từ tốc độ trên 19.000 km/h về khoảng 8 km/h trước khi chạm đất
dùng dù và các động cơ phản lực.
Trong khi hạ, hai vệ tinh nhỏ đang quay
quanh sao Hỏa sẽ thu thông tin về quá trình này. Cặp vệ tinh thăm dò có tên là MarCO cũng được phóng hồi tháng năm vừa
rồi cùng với InSight từ California. Chúng là các con tầu nhỏ hình lập phương có
cạnh 10cm gọi là CubeSats. Chúng bay
phía sau InSight trên đường đến sao Hỏa.
NASA đặt tên cho chúng là "Wall-E"
và "Eva" giống như người
máy hoạt hình trong phim "Wall-E" của hãng phim Disney.
Các vệ tinh của sao Hỏa MarCO này bay quanh Hành tinh Đỏ ở độ
cao khoảng 3100 km cách bề mặt sao trong khi
InSight thực hiện cuộc hạ
cánh. InSight gửi các tín hiệu khi nó
hạ để các vệ tinh MarCO nhận, giải
mã, và gửi về Trái Đất. Việc này cho phép các kỹ sư của NASA theo dõi các bước
của quá trình hạ cánh đã xảy ra như thế nào trong thời gian hầu như thực tế (almost real-time).
Còn có các nguồn thông tin khác về cuộc hạ
cánh. Vệ tinh Mars Reconnaissance Orbiter
đang bay trên quỹ đạo sao Hỏa sẽ quan sát toàn bộ sự kiện từ không gian và sẽ gửi
thông tin về Quả Đất sau khoảng ba tiếng. InSight
sẽ còn phải trải rộng bộ pin mặt trời có vai trò rất quan trọng để cấp điện khi
trạm đỗ trên sao Hỏa. Một vệ tinh khác của NASA là Mars Odyssey — nó cũng đang bay quanh sao Hỏa — sẽ bay qua trên trạm
InSight để quan sát tình hình các tấm
pin mặt trời đó và sẽ báo cho NASA biết sau năm tiếng rưỡi tiếp theo.
Mục tiêu khoa học và các dụng cụ
InSight có hai mục tiêu chính theo NASA. Thứ nhất là nghiên cứu lòng đất sao
Hỏa — xem nó làm bằng gì và có các quá trình gì xảy ra ở đó. Trạm sẽ cho thông
tin kích thước và thành phần của nhân, cùi và vỏ sao Hỏa. Nó cũng cho ta biết "bên
trong nóng thế nào và nhiệt tỏa ra là bao nhiêu," NASA nói. Mục tiêu thứ
hai là nghiên cứu lớp vỏ kiến tạo của sao Hỏa, xem nó có hoạt động không (kẻ cả
có động đất không), hay các thiên thạch va vào đó thường xuyên ra sao.
InSight có ba thiết bị để làm các việc trên. Đó là:
1.Dụng cụ đo địa chấn cho cấu trúc bên
trong (The Seismic Experiment for
Interior Structure - SEIS) sẽ phát hiện các sóng địa chấn do thiên thạch va
vào sao Hỏa, các chuyển động của dòng magma
bên trong hành tinh và động đất trên sao Hỏa. Nó do Jet Propulsion Laboratory của Viện Công nghệ bang Califfornia (Caltech) chế tạo.
2. Dung cụ đo dòng nhiệt (the Heat Flow and Physical Properties Probe
hay HP3) sẽ đâm vào đất sâu đến 5 mét để đo nhiệt trong lòng đất. Dụng cụ này
do hãng Astronik của Ba Lan chế tạo.
3. Dụng cụ thí nghiệm Quay và Cấu trúc bên
trong (the Rotation and Interior
Structure Experiment - RISE), sẽ cho thêm thông tin về nhân của sao Hỏa. Nó
giữ thông tin về nơi đỗ và theo thông tin đó, phát hiện độ lắc của quỹ đạo sao
Hỏa trên quỹ đạo xoay quanh Mặt Trời. Thành phần nhân sẽ ảnh hưởng đến góc độ
và dao động của sao Hỏa.
InSight được trang bị một cánh tay công tác dài hơn 2,4 mét. Nó sẽ chọn vị
trí cho máy đo địa chấn và đo dòng nhiệt. Cánh tay cũng có một máy ảnh cho phép
chụp "ảnh màu 3D của nơi hạ cánh, nơi sắp đặt các dụng cụ và hoạt động".
Thêm vào đó, InSight có các cảm biến
thông tin về thời tiết, các thay đổi từ trường xung quanh nơi hạ cánh.
QV (theo Elizabeth Howell, Space.com
Contributor)
