Tàu quỹ đạo Mặt trời, tàu thám hiểm Mặt trời mới của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu, đã khởi hành từ Mũi Canaveral vào tháng 2 năm 2020. Hiện nó đang hướng tới cuộc chạm trán với Sao Kim ngay sau lễ Giáng sinh.
Những cuộc gặp gỡ này (sẽ có 8 lần với Sao Kim và 1 lần với Trái đất trong sứ mệnh 10 năm) sẽ là công cụ giúp tàu vũ trụ giảm tốc độ đủ để cân bằng với lực hấp dẫn của Mặt trời, và quan trọng là cũng ‘phóng’ tàu vũ trụ ra khỏi mặt phẳng hoàng đạo quanh Mặt trời (nơi các hành tinh quay quanh), cho phép những cái nhìn đầu tiên về các cực của Mặt trời.
Đọc thêm:
Quỹ đạo độc đáo này, kết hợp với một bộ công cụ khoa học cung cấp cảm biến từ xa về bề mặt của Mặt trời và các phép đo các hạt gió mặt trời phát ra từ Mặt trời, sẽ cung cấp cho các nhà khoa học dữ liệu họ cần để hiểu năng lượng được truyền từ ngôi sao của chúng ta vào Hệ Mặt trời như thế nào .
Tàu vũ trụ và các thiết bị đã mất hơn một thập kỷ để thiết kế và chế tạo, trải qua nhiều nguyên mẫu và thử nghiệm rộng rãi trước khi đến bệ phóng.
Nhu cầu cạnh tranh của các thiết bị và môi trường đã tạo ra thách thức cho ESA, công ty đã quản lý dự án, Airbus ở Stevenage, công ty đã chế tạo tàu vũ trụ và 10 nhóm thiết bị từ khắp Châu Âu và Hoa Kỳ.
Và có rất ít chỗ cho lỗi. Một hạt bụi trên ống kính máy ảnh khi khởi động sẽ ở đó mãi mãi, bám vào bề mặt ống kính và che khuất tầm nhìn.
Một từ trường lạc được tạo ra bởi một mạch thiết bị hoặc sự lựa chọn sai vật liệu, sẽ làm hỏng các phép đo chi tiết của gió mặt trời.
Trong chân không vũ trụ, tấm chắn nhiệt bảo vệ tàu vũ trụ khỏi bức xạ mặt trời cực mạnh (mạnh hơn gấp 13 lần so với bức xạ mà các vệ tinh trên quỹ đạo Trái đất trải qua) phải tỏa nhiệt để tránh tan chảy, đồng thời cảm biến phát ra sự bùng nổ trong bóng của tấm chắn nhiệt ở trong thời gian ban đêm vĩnh viễn và phải được sưởi ấm để giữ ấm.
Cất cánh đánh dấu một khoảnh khắc quan trọng trong cuộc đời của những người làm việc trong dự án này.
Gợi ý đầu tiên về những gì chúng ta có thể mong đợi sẽ đến vào mùa hè năm 2020, khi tàu vũ trụ đạt khoảng 0,5 AU (trong đó 1 AU là khoảng cách trung bình từ Trái đất đến Mặt trời) và các nhà khoa học có cơ hội đầu tiên thử các phép đo phối hợp cảm nhận bề mặt của Mặt trời và đo lường những gì được ném vào không gian.
Sự phấn khích thực sự sẽ đến vào mùa xuân năm 2022, khi tàu vũ trụ đi qua Mặt trời trong vòng 0,3 AU.
Ở cách tiếp cận gần nhất này, Tàu quỹ đạo Mặt trời sẽ có thể tập trung vào một vùng của Mặt trời trong khoảng một tháng, theo dõi các đặc điểm phát triển và đồng thời lấy mẫu từ trường và quần thể hạt đi qua tàu vũ trụ.
Gió mặt trời nguyên sơ này, được lấy mẫu gần nguồn, kết hợp với các con mắt trên chính Mặt trời, sẽ cung cấp những hiểu biết chưa từng có về mối liên hệ giữa Mặt trời và bầu khí quyển mở rộng của nó bao trùm toàn bộ Hệ Mặt trời.
Mặt trời cực kỳ năng động: những vụ nổ lớn do tương tác từ trường gây ra giải phóng các quần thể hạt năng lượng có khả năng gây hại cho các phi hành gia, đánh sập các vệ tinh và gây ra sự cố với lưới điện ở đây trên Trái đất.
Solar Orbiter sẽ cung cấp các phép đo mới để giúp chúng tôi hiểu cách thức hoạt động của các quy trình này và cuối cùng đưa ra dự đoán tốt hơn về thời tiết không gian để giữ an toàn cho các phi hành gia và công nghệ của chúng tôi.
Đọc thêm về sứ mệnh Tàu quỹ đạo Mặt trời tại trang web chuyên dụng của ESA.
Helen O’Brien là kỹ sư thiết bị vũ trụ tại Đại học Hoàng gia, London. Bài viết này ban đầu xuất hiện trong số tháng 4 năm 2020 của Tạp chí BBC Sky at Night.