Hãy cùng khám phá vẻ đẹp của một hiện tượng kỳ diệu: những trận nhật thực nhân tạo, được tạo ra bằng cách sắp xếp hai vệ tinh một cách chính xác chưa từng có. Đây là cách mà các nhà khoa học nghiên cứu về gió mặt trời - dòng hạt mang điện từ bề mặt của mặt trời - thông qua việc quan sát bầu khí quyển ngoài cùng của nó, gọi là corona. Tuy nhiên, do ánh sáng chói lòa từ mặt trời, việc quan sát khu vực mỏng manh này chỉ có thể thực hiện bằng các thiết bị gọi là coronograph hoặc trong thời gian diễn ra một trận nhật thực toàn phần. Để khắc phục vấn đề này, một nhóm do Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) dẫn đầu đã quyết định tự tạo ra những trận nhật thực riêng cho mình.
Vào tháng 12 năm 2024, nhiệm vụ Proba-3 của ESA đã được phóng vào không gian, mang theo hai tàu vũ trụ: Coronagraph và Occulter. Vào tháng 3, hai vệ tinh đang quay quanh trái đất đã bay trong "hình dạng hoàn hảo", cách nhau 150 mét, trong nhiều giờ, với một vệ tinh che khuất bề mặt của mặt trời từ góc nhìn của vệ tinh kia, một thành tựu chưa từng có.
/https://tf-cmsv2-smithsonianmag-media.s3.amazonaws.com/filer_public/8e/c8/8ec84306-37e9-4ef9-a12a-c991103bdb7c/solar_corona_viewed_by_proba-3_s_aspiics.png)
Mặc dù thao tác này diễn ra dưới sự giám sát chặt chẽ từ trung tâm điều khiển mặt đất, nhưng hai vệ tinh đã tự động sắp xếp và duy trì vị trí tương đối của chúng với độ chính xác đến từng milimet. Andrei Zhukov, nhà nghiên cứu chính cho thiết bị quang học của Coronagraph tại Đài Thiên văn Hoàng gia Bỉ, chia sẻ: "Chúng tôi gần như không thể tin vào mắt mình. Đây là lần thử đầu tiên và nó đã thành công. Thật không thể tin nổi!".
Ngoài việc thể hiện công nghệ điều hướng và định vị tinh vi, hoạt động này - đã được lặp lại nhiều lần sau đó - còn tạo ra những trận nhật thực toàn phần nhân tạo đầu tiên trên thế giới. Hình thức này đặt đĩa 1,4 mét của tàu Occulter trước mặt trời từ góc nhìn của Coronagraph. Đĩa này tạo ra bóng tối trên thiết bị quang học của Coronagraph, gọi là ASPIICS (Association of Spacecraft for Polarimetric and Imaging Investigation of the Corona of the Sun). Điều này cho phép ASPIICS chụp hình ảnh của corona như thể trong một trận nhật thực toàn phần tự nhiên.
Zhukov giải thích rằng: "Những hình ảnh từ ‘nhật thực nhân tạo’ của chúng tôi so sánh với những hình ảnh chụp trong nhật thực tự nhiên. Sự khác biệt là chúng tôi có thể tạo ra nhật thực của mình mỗi lần quay 19,6 giờ, trong khi nhật thực toàn phần tự nhiên chỉ xảy ra một lần, rất hiếm khi là hai lần, trong một năm." Hơn nữa, nhật thực tự nhiên thường chỉ kéo dài vài phút, trong khi Proba-3 có thể duy trì nhật thực nhân tạo lên tới sáu giờ.
Các coronograph, thiết bị gắn trên kính thiên văn để chặn ánh sáng chói từ các ngôi sao, lý thuyết có thể đạt được kết quả tương tự từ mặt đất. Nhưng vấn đề với các coronograph ở mặt đất là ánh sáng tán xạ từ bầu khí quyển của hành tinh chúng ta vẫn cản trở. Nhiệm vụ Proba-3 giải quyết vấn đề này bằng cách thiết lập một coronograph khổng lồ trong không gian, vượt ra ngoài bầu khí quyển. Từ đó, ASPIICS có thể thấy nhiều chi tiết của corona và thực hiện các quan sát gần như đến sát bề mặt mặt trời, điều mà trước đây chỉ khả thi trong các trận nhật thực tự nhiên.
/https://tf-cmsv2-smithsonianmag-media.s3.amazonaws.com/filer_public/25/a8/25a80427-1472-46e8-a572-68415479909f/proba-3_occulter_eclipsing_sun_for_coronagraph_spacecraft.jpg)
“Các coronograph hiện tại không thể so sánh với Proba-3,” Jorge Amaya, điều phối viên mô hình hóa thời tiết không gian tại ESA cho biết. Trong khi chặn ánh sáng vật lý của mặt trời, Proba-3 hy vọng sẽ cung cấp ánh sáng ẩn dụ cho những bí ẩn của corona. Điều này bao gồm "vấn đề gia nhiệt corona" - câu hỏi về lý do tại sao corona đạt nhiệt độ cao hơn đáng kể, khoảng 1 triệu độ C so với bề mặt mặt trời, chỉ khoảng 5.500 độ C.
Nhiệm vụ này cũng sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc về một loại hoạt động mặt trời gọi là hiện tượng phun đám mây plasma (CME): những vụ nổ plasma và từ trường từ bề mặt mặt trời. CME tạo ra hiện tượng cực quang huyền ảo nhưng cũng có thể gây nguy hiểm cho mạng lưới thông tin, điện lực và điều hướng.
Một thiết bị khác trên tàu mang tên Digital Absolute Radiometer (DARA) sẽ đo lường lượng năng lượng mà ngôi sao của chúng ta phát ra tại một thời điểm cụ thể. Khi kết hợp với ASPIICS, các nhà khoa học cho rằng những thiết bị này có tiềm năng khám phá thông tin mới quan trọng về mặt trời.
Damien Galano, kỹ sư hệ thống tại ESA, chia sẻ: "Lần đầu tiên tôi nhìn thấy những bức hình này, thật khó để tin. Nhưng nhanh chóng, tôi cũng cảm thấy một cảm giác mạnh mẽ về thành tựu và tự hào cho tất cả những gì chúng tôi đã đạt được qua nhiều năm.”
Hiện tại, nhiệm vụ Proba-3 vẫn đang trong giai đoạn vận hành, những hình ảnh ban đầu này chỉ là một phần nhỏ trong những gì sắp tới. Trong tương lai, nhóm nghiên cứu dự định kéo dài thời gian quan sát trong mỗi lần quay lên đến sáu giờ và đạt được tính tự động hoàn toàn, không cần phải giám sát từ mặt đất.
Nguồn tham khảo: https://www.smithsonianmag.com/smar...s-kind-perfect-satellite-formation-180986831/
Vào tháng 12 năm 2024, nhiệm vụ Proba-3 của ESA đã được phóng vào không gian, mang theo hai tàu vũ trụ: Coronagraph và Occulter. Vào tháng 3, hai vệ tinh đang quay quanh trái đất đã bay trong "hình dạng hoàn hảo", cách nhau 150 mét, trong nhiều giờ, với một vệ tinh che khuất bề mặt của mặt trời từ góc nhìn của vệ tinh kia, một thành tựu chưa từng có.
Mặc dù thao tác này diễn ra dưới sự giám sát chặt chẽ từ trung tâm điều khiển mặt đất, nhưng hai vệ tinh đã tự động sắp xếp và duy trì vị trí tương đối của chúng với độ chính xác đến từng milimet. Andrei Zhukov, nhà nghiên cứu chính cho thiết bị quang học của Coronagraph tại Đài Thiên văn Hoàng gia Bỉ, chia sẻ: "Chúng tôi gần như không thể tin vào mắt mình. Đây là lần thử đầu tiên và nó đã thành công. Thật không thể tin nổi!".
Ngoài việc thể hiện công nghệ điều hướng và định vị tinh vi, hoạt động này - đã được lặp lại nhiều lần sau đó - còn tạo ra những trận nhật thực toàn phần nhân tạo đầu tiên trên thế giới. Hình thức này đặt đĩa 1,4 mét của tàu Occulter trước mặt trời từ góc nhìn của Coronagraph. Đĩa này tạo ra bóng tối trên thiết bị quang học của Coronagraph, gọi là ASPIICS (Association of Spacecraft for Polarimetric and Imaging Investigation of the Corona of the Sun). Điều này cho phép ASPIICS chụp hình ảnh của corona như thể trong một trận nhật thực toàn phần tự nhiên.
Zhukov giải thích rằng: "Những hình ảnh từ ‘nhật thực nhân tạo’ của chúng tôi so sánh với những hình ảnh chụp trong nhật thực tự nhiên. Sự khác biệt là chúng tôi có thể tạo ra nhật thực của mình mỗi lần quay 19,6 giờ, trong khi nhật thực toàn phần tự nhiên chỉ xảy ra một lần, rất hiếm khi là hai lần, trong một năm." Hơn nữa, nhật thực tự nhiên thường chỉ kéo dài vài phút, trong khi Proba-3 có thể duy trì nhật thực nhân tạo lên tới sáu giờ.
Các coronograph, thiết bị gắn trên kính thiên văn để chặn ánh sáng chói từ các ngôi sao, lý thuyết có thể đạt được kết quả tương tự từ mặt đất. Nhưng vấn đề với các coronograph ở mặt đất là ánh sáng tán xạ từ bầu khí quyển của hành tinh chúng ta vẫn cản trở. Nhiệm vụ Proba-3 giải quyết vấn đề này bằng cách thiết lập một coronograph khổng lồ trong không gian, vượt ra ngoài bầu khí quyển. Từ đó, ASPIICS có thể thấy nhiều chi tiết của corona và thực hiện các quan sát gần như đến sát bề mặt mặt trời, điều mà trước đây chỉ khả thi trong các trận nhật thực tự nhiên.
“Các coronograph hiện tại không thể so sánh với Proba-3,” Jorge Amaya, điều phối viên mô hình hóa thời tiết không gian tại ESA cho biết. Trong khi chặn ánh sáng vật lý của mặt trời, Proba-3 hy vọng sẽ cung cấp ánh sáng ẩn dụ cho những bí ẩn của corona. Điều này bao gồm "vấn đề gia nhiệt corona" - câu hỏi về lý do tại sao corona đạt nhiệt độ cao hơn đáng kể, khoảng 1 triệu độ C so với bề mặt mặt trời, chỉ khoảng 5.500 độ C.
Nhiệm vụ này cũng sẽ cung cấp cái nhìn sâu sắc về một loại hoạt động mặt trời gọi là hiện tượng phun đám mây plasma (CME): những vụ nổ plasma và từ trường từ bề mặt mặt trời. CME tạo ra hiện tượng cực quang huyền ảo nhưng cũng có thể gây nguy hiểm cho mạng lưới thông tin, điện lực và điều hướng.
Một thiết bị khác trên tàu mang tên Digital Absolute Radiometer (DARA) sẽ đo lường lượng năng lượng mà ngôi sao của chúng ta phát ra tại một thời điểm cụ thể. Khi kết hợp với ASPIICS, các nhà khoa học cho rằng những thiết bị này có tiềm năng khám phá thông tin mới quan trọng về mặt trời.
Damien Galano, kỹ sư hệ thống tại ESA, chia sẻ: "Lần đầu tiên tôi nhìn thấy những bức hình này, thật khó để tin. Nhưng nhanh chóng, tôi cũng cảm thấy một cảm giác mạnh mẽ về thành tựu và tự hào cho tất cả những gì chúng tôi đã đạt được qua nhiều năm.”
Hiện tại, nhiệm vụ Proba-3 vẫn đang trong giai đoạn vận hành, những hình ảnh ban đầu này chỉ là một phần nhỏ trong những gì sắp tới. Trong tương lai, nhóm nghiên cứu dự định kéo dài thời gian quan sát trong mỗi lần quay lên đến sáu giờ và đạt được tính tự động hoàn toàn, không cần phải giám sát từ mặt đất.
Nguồn tham khảo: https://www.smithsonianmag.com/smar...s-kind-perfect-satellite-formation-180986831/
