Sứ mệnh tạo "nhật thực nhân tạo" đầu tiên trong lịch sử
Vành nhật hoa bên trong của Mặt Trời có màu xanh lục trong ánh sáng khả kiến, được chụp vào ngày 23/5 bởi kính thiên văn ASPIICS trên tàu Proba-3 (Ảnh: ESA).
Nó được tạo ra bởi 2 vệ tinh hoạt động đồng bộ trong không gian thuộc sứ mệnh Proba-3.
Proba-3 cho phép con người tạo nhật thực nhân tạo định kỳ mỗi 19,6 giờ, thay vì chờ 360 năm cho một nhật thực toàn phần tự nhiên tại cùng một địa điểm.
Đây là lần đầu tiên con người chủ động tạo ra sự kiện tương tự như một nhật thực toàn phần, với mục đích nghiên cứu vành nhật hoa, cũng là lớp khí quyển ngoài cùng và bí ẩn nhất của Mặt Trời.
Sứ mệnh Proba-3, được ESA phóng từ Trung tâm Vũ trụ Satish Dhawan (Ấn Độ) vào ngày 5/12, gồm 2 vệ tinh. Trong đó, một vệ tinh đóng vai trò là "mặt trăng nhân tạo" có nhiệm vụ che khuất Mặt Trời, và một vệ tinh khác mang theo kính thiên văn ASPIICS, hướng trực tiếp vào vùng che khuất để quan sát.
Vào ngày 23/5, trong lần thử nghiệm bay đầu tiên, hai vệ tinh đã căn chỉnh với độ chính xác tới từng milimét ở khoảng cách 150 mét, từ đó tạo ra những hình ảnh rõ nét chưa từng có về vành nhật hoa của Mặt Trời.
Cách thức tạo "nhật thực nhân tạo" của sứ mệnh Proba-3 (Ảnh: ESA).
Theo Space, Proba-3 là sứ mệnh bay theo đội hình chính xác đầu tiên trên thế giới, với quỹ đạo elip có cận điểm 600 km và viễn điểm 60.000 km. Đội hình bay chỉ được thực hiện khi 2 vệ tinh ở viễn điểm (nơi lực hấp dẫn, từ trường và lực cản khí quyển đạt mức tối thiểu), giúp tiết kiệm nhiên liệu tối đa.
Tại đó, vệ tinh che khuất có đường kính 1,4 mét, tạo ra bóng tối chỉ 8 cm lên điểm quan sát ở vệ tinh còn lại. Đây đánh dấu một sự chính xác mà ESA gọi là “phi thường”.
Một điểm đáng chú ý khác là các hình ảnh "nhật thực nhân tạo" được tạo thành từ 3 khung hình với thời gian phơi sáng khác nhau, sau đó được xử lý và kết hợp bởi các nhà khoa học tại Đài quan sát Hoàng gia Bỉ để tái hiện toàn cảnh.
Kỷ nguyên mới cho việc quan sát và dự báo thời tiết vũ trụ
Được biết, vành nhật hoa là phần khí quyển ngoài cùng của Mặt Trời, có nhiệt độ lên đến hơn 2 triệu độ F – gấp 200 lần bề mặt Mặt Trời, nhưng nguyên nhân khiến lớp này có nhiệt độ cao như vậy vẫn còn là bí ẩn.
Đây cũng là nơi phát sinh hiện tượng gió Mặt Trời và các vụ phóng vật chất vành nhật hoa (CME) – những yếu tố có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến hệ thống liên lạc, vệ tinh và lưới điện trên Trái Đất.
Việc nghiên cứu vành nhật hoa trong điều kiện bình thường vốn dĩ vô cùng khó khăn, do đĩa Mặt Trời sáng hơn lớp khí quyển khoảng 1 triệu lần.
Để làm điều này, người ta sử dụng các thiết bị gọi là coronagraph để chặn ánh sáng từ Mặt Trời nhằm quan sát vành nhật hoa. Tuy nhiên khi đặt trên mặt đất, chúng chịu ảnh hưởng mạnh từ bầu khí quyển, gây nhiễu đáng kể.
Bởi lẽ đó, hệ thống coronagraph khi hoạt động trong không gian như Proba-3 sẽ mang lại lợi thế vượt trội.
Cặp vệ tinh Proba-3 sẽ có quỹ đạo hình elip, bay xung quanh Trái Đất (Ảnh: ESA).
Theo ông Andrei Zhukov, nhà nghiên cứu chính của dự án ASPIICS, hình ảnh mà Proba-3 gửi về không chỉ cho thấy cấu trúc chi tiết của vành nhật hoa, mà còn ghi nhận được các vết lồi lạnh. Đây là hiện tượng plasma lạnh có nhiệt độ khoảng 10.000 độ C nổi bật giữa nền plasma nóng hàng triệu độ.
Đó cũng là những đặc điểm chỉ quan sát được trong nhật thực toàn phần, và giờ đây có thể được nghiên cứu thường xuyên hơn nhờ Proba-3.
Trên thực tế, ý tưởng tạo nhật thực nhân tạo đã từng được hiện thực hóa lần đầu tiên vào năm 1975 trong Dự án thử nghiệm Apollo-Soyuz giữa Mỹ và Liên Xô. Tuy nhiên, điều kiện công nghệ thời điểm đó còn hạn chế và hình ảnh thu được rất khiêm tốn.
Với Proba-3, lần đầu tiên con người có thể tạo ra nhật thực nhân tạo định kỳ, ước tính diễn ra chỉ sau 19,6 giờ quỹ đạo, thay vì phải chờ đợi trung bình hơn 360 năm để chứng kiến một nhật thực toàn phần tại một địa điểm cụ thể trên Trái Đất.
