Còn nhiều bí ẩn ở sao Hải Vương và mặt trăng Triton chờ khám phá

Họ đã lên ý tưởng về một sứ mệnh thám hiểm kết hợp sao Hải Vương và mặt trăng Triton nhờ tận dụng công nghệ hiện có được phát triển cho sứ mệnh JUICE (khám phá các mặt trăng của sao Mộc). Tuy nhiên, trước khi đi sâu vào các chi tiết kỹ thuật của sứ mệnh, chúng ta hãy cùng tìm hiểu lý do tại sao các nhà khoa học nên quan tâm đến hệ thống sao Hải Vương.

Lần cuối cùng chúng ta đến thăm sao Hải Vương là với Voyager 2 vào năm 1989. Tàu Voyager 2 phóng từ Trái đất vào năm 1977 và mất 12 năm để bay tới sao Hải Vương. Công nghệ hiện nay của nhân loại đã tiến bộ đáng kể so với thời đó và lượng dữ liệu hạn chế mà Voyager thu thập được tại sao Hải Vương đã cung cấp những hiểu biết thú vị về hành tinh này. Ví dụ, từ quyển của nó nghiêng 47 độ. Ngoài ra, bên trong sao Hải Vương vẫn còn mờ đục, với phỏng đoán đáng tin cậy nhất mà chúng ta có là nó khác với các hành tinh khí khổng lồ khác. Tuy nhiên, việc thiếu dữ liệu khiến cho việc suy đoán thêm trở nên khó khăn.

Triton, vệ tinh của sao Hải Vương, cũng rất thú vị theo đúng nghĩa của nó. Nó có quỹ đạo nghịch hành, tức là tự xoay ngược với chiều nó quay quanh sao Hải Vương. Từ đó, người ta cho rằng Triton là thiên thể bị sao Hải Vương bắt giữ chứ không phải là một vệ tinh hình thành từ trong quá trình ra đời sao Hải Vương. Trong quá trình Voyager 2 bay ngang qua Triton đã chứng kiến mặt trăng của sao Hải Vương có hoạt động địa chất và bắn một loạt các luồng khói đen vào không gian. Cho đến giờ thành phần của chúng vẫn chưa được biết.

Việc đến thăm những thế giới xa xôi này đòi hỏi rất nhiều nỗ lực có tầm nhìn xa. Nhóm Alpbach đã phát triển một phương pháp tiếp cận hai hướng cho thiết kế nhiệm vụ này – Triton Unveiler & Neptune Explorer (TUNE). Tàu quỹ đạo TUNE sẽ mang hầu hết các thiết bị chính của nhiệm vụ và tàu con dùng để quan sát khí quyển bên trong sao Hải Vương (PIANO)

Tàu quỹ đạo TUNE sẽ được đưa vào quỹ đạo cho phép nó quay quanh sao Hải Vương 600 lần trong khi sử dụng Triton để điều chỉnh hướng đi trong 40 lần bay ngang qua mặt trăng của sao Hải Vương. Tàu sẽ chứa một bộ cảm biến tiêu chuẩn, bao gồm máy đo bức xạ, máy quang phổ, máy đo độ cao và nhiều máy đo khác. Các thiết bị này sẽ giúp nó hoàn thành 9 mục tiêu khoa học, từ đo nhiệt độ và chênh lệch áp suất trong bầu khí quyển của sao Hải Vương cho đến xác định thành phần bề mặt của Triton.

Tàu con PIANO sẽ hỗ trợ một số nhiệm vụ đó. PIANO có bộ máy đo riêng, bao gồm máy đo độ ẩm và cảm biến heli. Nó được thiết kế để phóng từ tàu mẹ TUNE vào sao Hải Vương và gửi dữ liệu trở lại TUNE trong quá trình hạ cánh, cho phép các nhà khoa học có cái nhìn đầu tiên vào bên trong thế giới bí ẩn này.

Nhờ sứ mệnh Khám phá các Mặt trăng băng giá thuộc sao Mộc (JUICE) của ESA, hầu hết các công nghệ của sứ mệnh này đã tồn tại và đã được chứng minh trong chuyến bay. Trong khi điều đó làm giảm tổng chi phí phát triển của nhiệm vụ, các yếu tố khác lại tạo nên áp lực cho việc thực hiện sứ mệnh. Vào những năm 2070, phần Triton phát ra những luồng khói đen đó sẽ bước vào giai đoạn ban đêm mà nó sẽ không trở lại vùng sáng trong nhiều năm. Do đó, mục tiêu của nhiệm vụ trở nên khó khăn hơn.

Với hành trình kéo dài hơn một thập niên để đến được hành tinh cuối cùng trong hệ mặt trời, các nhà khoa học và kỹ sư bắt đầu làm việc hướng tới nhiệm vụ càng sớm thì càng tốt. Nhưng cho đến nay, không có cơ quan vũ trụ lớn nào coi việc khám phá sao Hải Vương và Triton là cấp thiết. Mặc dù vào một thời điểm nào đó chúng ta cuối cùng sẽ gửi một tàu thăm dò khác đến sao Hải Vương nhưng hiện giờ, ý tưởng TUNE-PIANO có thể chỉ là giấc mơ.