Khám phá vũ trụ bằng tàu ngầm

Khám phá vũ trụ bằng tàu ngầm

  • 10 tháng 7 2016

Trong tất cả những phi thuyền được thiết kế để khám phá Hệ Mặt Trời, có lẽ đây là chiếc thú vị nhất. Nó không phải là phi thuyền mà là một tàu ngầm – với hình dáng một quả ngư lôi.

Tuy nhiên, không giống như những chiếc tàu ngầm khác, nó được thiết kế để khám phá những vùng biển ở các hành tinh khác.

Điểm đến là Titan, mặt trăng lớn nhất của Sao Thổ và là nơi duy nhất bên ngoài Hệ Mặt Trời có nhiều chất lỏng trên bề mặt.

Trong khi các đại dương của Trái Đất chứa đầy nước, đại dương ở Titan lại tràn ngập chất lỏng methane và ethane – những thứ mà ở Trái Đất ấm áp thường tồn tại dưới dạng khí.

Titan rất lạnh, khoảng âm 180 độ, đến nỗi những chất ở dạng chất lỏng này tạo nên các môi trường có thể chứa sự sống.

Những nơi tiềm năng để triển khai tàu ngầm này sẽ là một số trong nhiều hồ và đại dương lớn của Titan.

Đại dương lớn nhất là Kraken Mare. Không ai biết nó sâu bao nhiêu, nhưng nhiều khả năng sẽ từ khoảng vài trăm mét và diện tích khoảng 400 nghìn cây số vuông, lớn hơn năm lần so với Hồ Superior ở Bắc Mỹ.

Khó có khả năng chúng ta sẽ tìm thấy cá ngoài hành tinh đang bơi ở Kraken Mare. Thế nhưng có thể có những vi sinh vật. Trong lúc tìm kiếm sự sống, chiếc tàu ngầm sẽ phải đi qua những vùng nước lạ (hay nói đúng hơn là những vùng chất lỏng methane), khám phá thế giới ngoài hành tinh theo cách hoàn toàn khác.

Tàu vũ trụ đầu tiên và cho đến nay là duy nhất từng đáp xuống Titan là tàu thám hiểm European Huygens của châu Âu, vốn đã thu thập được dữ liệu về khí quyển và các đám mây của nơi này trong chuyến hạ cánh hồi 2005.

Image copyrightNASA
Image captionPhi thuyền đầu tiên và duy nhất cho tới nay từng đáp xuống Titan là tàu European Huygens (Hình: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/University of Idaho)

Hơn một thập niên qua, phi thuyền Cassini của Nasa đã nghiên cứu hệ thống Sao Thổ và Titan, tìm hiểu các biển của nó bằng radar và thu thập các dữ liệu căn bản về bề mặt chất lỏng.

Nhưng độ sâu của các vùng biển có chất lỏng này thì chưa được khám phá.

“Chúng tôi không biết có gì ở đó,” Steve Oleson, một kỹ sư tại Trung Tâm Nghiên cứu Glenn của Nasa, hiện đang dẫn đầu quy trình thiết kế tàu ngầm, nói.

“Chúng tôi có thể gửi tới một chiếc thuyền, nhưng hãy nghĩ đến khi con người khám phá đại dương. Chúng ta không biết ở dưới đáy là gì.”

Chiếc tàu ngầm chỉ mới ở giai đoạn lên ý tưởng. Năm ngoái, các nhà nghiên cứu đã hoàn thành giai đoạn một của việc nghiên cứu – thiết kế hình dạng của chiếc tàu ngầm. Họ đã dựng lên một mẫu tàu dài sáu mét có thể thám hiểm 3.000 cây số của Kraken Mare trong 90 ngày, với tốc độ 1km/giờ.

Tuy nhiên, khả năng khám phá nhiều địa điểm và môi trường là thế mạnh của tàu ngầm. Tàu tự hành Mars Opportunity chỉ đi được chưa tới 45km, và nó hoạt động đến nay đã được 12 năm.

Tàu ngầm có thể khám phá phần trầm tích ở đáy biển và xem các thành phần chất trong biển thay đổi thế nào theo độ sâu. Nó có thể nghiên cứu thời tiết và bờ biển, tìm kiếm dấu hiệu của sự thay đổi mực nước biển và những tung tích về lịch sử thời tiết của Titan.

Nó sẽ nghiên cứu các chất và địa hình trong một thế giới giống với Trái Đất hơn bất cứ nơi nào trong Hệ Mặt Trời.

Titan và Trái Đất là hai thế giới duy nhất trong Hệ Mặt Trời có mưa rơi xuống bề mặt, lấp đầy các hồ và các biển được kết nối bởi các dòng sông và sông nhánh. Trong khi đó, khí quyển của Sao Hoả hoặc Sao Kim rất nhiều gas. Áp lực khí quyển của Titan chỉ lớn hơn Trái Đất một lần rưỡi tính ở mức ngang mực nước biển.

“Về cơ bản, con người có thể bước đi trên bề mặt của Titan với áo parka dày và mặt nạ dưỡng khí,” Ralph Lorenz, một nhà khoa học hành tinh tại Đại học Johns Hopkins, nói.

Thế nhưng đó chưa phải là những thứ thú vị nhất.

Sự sống mà chúng ta biết đến yêu cầu nước ở dạng lỏng, và các nhà khoa học nghĩ chúng ta cần một loại chất lỏng – như methane lỏng – để tạo tiền đề cho sự sống.

Image copyrightNASA
Image captionTrong suốt hơn một thập niên, phi thuyền Cassini của NASA đã nghiên cứu hệ thống Sao Thổ và Titan (Hình: NASA/JPL-Caltech/Space Science Institute)

“Về vấn đề điều này có hiệu quả hay không, đây không phải là câu hỏi mà chỉ suy luận và lý thuyết suông thì sẽ không thể giải quyết được,” Jason Barnes, một nhà khoa học hành tinh ở Đại học Idaho, nói.

“Chúng ta cần bước ra ngoài đó và đo đạc, thử nghiệm để biết được.”

Một trong những giải pháp là tìm kiếm những mẫu hoá chất có thể xác nhận sự sống. Ví dụ, phân tử tạo thành các khối protein, được gọi là acid amino, có các kết cấu là hình ảnh phản chiếu của nhau. Một acid amino có thể thuận tay trái hoặc phải, Loen giải thích, và những gì liên quan tới sự sống trên Trái Đất đều thuận tay phải.

Lý thuyết ở đây là việc tìm ra một acid amino thuận tay trái hay phải ở biển trên Titan có thể là dấu hiệu của sự sống, Lorenz nói.

Kế hoạch hiện nay là để cho chiếc tàu ngầm khám phá Titan một mình. Nhưng các nhà khoa học có thể sẽ gửi một tàu vũ trụ bay theo quỹ đạo để gửi tín hiệu và thông tin liên lạc về Trái Đất. Nhóm nghiên cứu sẽ cần phải suy nghĩ cách để đưa tàu ngầm đến đó.

Hiện nay, họ cho rằng có thể để tàu ngầm bên trong một phi thuyền vũ trụ cỡ nhỏ, như chiếc Boeing X-37. Khí quyển của Titan đủ dày để phi thuyền có thể trượt xuống Kraken Mare, sau đó phi thuyền sẽ chìm xuống nước khi thả tàu ngầm ra.

Hiện nhóm nghiên cứu vẫn còn đối mặt với nhiều thách thức về kỹ thuật. Ví dụ, nitrogen tan trong biển, như carbon dioxide trong một ly Coke. Quan ngại ở đây là độ ấm của máy cung cấp ngăn lượng của tàu ngầm sẽ khiến nitrogen sủi lên.

“Nếu nó sủi lên chỉ cần một chút, nghiên cứu của chúng tôi sẽ bị ảnh hưởng,” Oleson nói.

Thế nhưng vẫn còn khá nhiều thời gian để tìm ra câu trả lời.

Nếu dự án tàu ngầm thành công, chúng tao sẽ phải đợi đến năm 2040 nó mới đi vào hoạt động. Nó sẽ khám phá Kraken Mare vào khoảng giữa thập niên 2040, vào mùa hè ở Titan, khi mặt trời chiếu sáng cả ngày và khi một đường dây liên lạc trực tiếp với Trái Đất đã được thiết lập.

Bản tiếng Anh bài này đã đăng trên BBC Future.

Advertisements

Trả lời

Mời bạn điền thông tin vào ô dưới đây hoặc kích vào một biểu tượng để đăng nhập:

WordPress.com Logo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản WordPress.com Đăng xuất / Thay đổi )

Twitter picture

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Twitter Đăng xuất / Thay đổi )

Facebook photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Facebook Đăng xuất / Thay đổi )

Google+ photo

Bạn đang bình luận bằng tài khoản Google+ Đăng xuất / Thay đổi )

Connecting to %s

%d bloggers like this: