Parker Solar Probe: Chuyến thám hiểm gần nhất của loài người tới Mặt Trời

Mặt Trời là ngôi sao của chúng ta và cung cấp cho chúng ta ánh sáng và nhiệt lượng cần thiết để chúng ta sống. Tuy nhiên, Mặt Trời cũng là một thiên thể đầy bí ẩn và nguy hiểm, nó liên tục giải phóng năng lượng và vật chất cực mạnh, ảnh hưởng đến toàn bộ Hệ Mặt Trời. 

Để thực sự hiểu được Mặt Trời, chúng ta phải nhìn nó thật gần và thậm chí "chạm" vào nó. Điều này nghe có vẻ là một nhiệm vụ bất khả thi nhưng sự khéo léo và lòng dũng cảm của con người đã biến giấc mơ này thành hiện thực. Có một tàu thăm dò Mặt Trời tên là Parker Solar Probe (Tàu thăm dò Mặt Trời Parker), đang tiến hành chuyến thám hiểm gần Mặt Trời nhất trong lịch sử loài người.

Tàu thăm dò Mặt Trời Parker là một sứ mệnh khoa học Mặt Trời do Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc gia (NASA) khởi động vào tháng 8 năm 2018. Mục tiêu chính của nó là nghiên cứu bầu khí quyển bên ngoài của Mặt Trời, quầng nhật hoa, cũng như gió Mặt Trời và các hạt năng lượng cao Mặt Trời. 

Để đạt được mục tiêu này, Parker Solar Probe sẽ bay vòng quanh Mặt Trời tổng cộng 24 lần trước năm 2025, mỗi lần lại gần Mặt Trời hơn lần trước, cho đến khi cuối cùng nó bay được chỉ còn 6,1 triệu km (3,8 triệu dặm). từ bề mặt của Mặt Trời. Khoảng cách này tương đương 8,86 lần đường kính của Mặt Trời, gần hơn nhiều so với quỹ đạo của Sao Thủy. Ở khoảng cách xa như vậy, tàu thăm dò Mặt Trời Parker sẽ phải đối mặt với nhiệt độ lên tới 1.400 độ C (2.550 độ F), cũng như bức xạ Mặt Trời và từ trường cực mạnh.

Nour Raoufi, nhà vật lý thiên văn tại Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng của Đại học Johns Hopkins và là nhà khoa học dự án của sứ mệnh, cho biết: "Giống như chúng ta đang hạ cánh trên một ngôi sao. Đây là một thành tựu vĩ đại của toàn nhân loại. Nó giống như cuộc đổ bộ lên Mặt Trăng năm 1969".

Tàu thăm dò Mặt Trời Parker đã thực hiện nhiều chuyến bay gần Mặt Trời, mỗi lần đều phá kỷ lục về hành trình khám phá Mặt Trời của con người. Vào ngày 27 tháng 9 năm 2023, nó bay tới điểm gần Mặt Trời nhất, chỉ cách 7,26 triệu km và tốc độ đạt 636.000 km/h. Nó là vật thể nhân tạo nhanh nhất từng được chế tạo, nhanh hơn 300 lần so với tốc độ tối đa của máy bay chiến đấu Lockheed Martin F-16 và nhanh hơn 200 lần so với một viên đạn bắn ra từ súng trường. Vào ngày 24 tháng 12 năm 2024, Tàu thăm dò Mặt Trời Parker dự kiến sẽ lao về phía Mặt Trời một lần nữa, lần này nó sẽ chỉ bay cách bề mặt Mặt Trời 6,1 triệu km và tốc độ của nó sẽ đạt 700.000 km một giờ. Đây sẽ là chuyến thám hiểm gần nhất của con người tới Mặt Trời.

Trong khi những thành tựu phá kỷ lục này thật đáng kinh ngạc thì mục tiêu thực sự của Parker Solar Probe là khám phá bí mật của Mặt Trời. Có một bí ẩn đặc biệt về Mặt Trời mà các nhà khoa học hy vọng sẽ giải quyết được bằng chuyến đi tới Mặt Trời này: tại sao bầu khí quyển bên ngoài của Mặt Trời lại nóng hơn bề mặt bên dưới hơn 200 lần. Bầu khí quyển bên ngoài của Mặt Trời được gọi là vành nhật hoa, nhiệt độ của nó lên tới 1,1 triệu độ C, trong khi bề mặt Mặt Trời chỉ có 5.500 độ C.

Điều này thật kỳ lạ vì nguồn nhiệt của Mặt Trời chủ yếu là phản ứng tổng hợp hạt nhân xảy ra trong lõi của nó. Bề mặt của Mặt Trời cách lõi Mặt Trời ít nhất 5.000 km và bầu khí quyển bên ngoài của Mặt Trời kéo dài 8 triệu km tính từ bề mặt Mặt Trời.

Để giải quyết vấn đề này, tàu thăm dò Mặt Trời Parker sẽ bay vào quầng hào quang của Mặt Trời và thu thập dữ liệu. Trong quá trình thu thập dữ liệu, tàu thăm dò Mặt Trời đã bay qua một cơn bão Mặt Trời cực mạnh được gọi là vụ phóng khối lượng nhật hoa vào tháng 9 năm 2022. Đây là một trong những cơn bão Mặt Trời mạnh nhất được ghi nhận, nhưng Parker Solar Probe vẫn an toàn và hoạt động bình thường.

Sự phóng khối nhật hoa là một dạng năng lượng khác do Mặt Trời giải phóng. Nó được đặc trưng bằng cách đẩy một quả bóng có khối lượng ra khỏi Mặt Trời trong vòng vài phút đến vài giờ (tốc độ thường dao động từ hàng chục km/s đến hơn 1.000 km/giây). Vành nhật hoa quy mô lớn bị xáo trộn, làm thay đổi mạnh mẽ hình dạng vĩ mô và cấu hình từ trường của vành nhật hoa ánh sáng trắng. 

Sự phóng khối lượng của vành nhật hoa là dấu hiệu quan trọng của hoạt động của Mặt Trời. Chúng có thể ảnh hưởng đến các hành tinh và vệ tinh trong hệ Mặt Trời, thậm chí gây ra bão địa từ, cực quang và các hiện tượng khác. Một trong những nhiệm vụ của tàu thăm dò Mặt Trời Parker là quan sát nguồn gốc và sự phát triển của sự phóng khối lượng vành nhật hoa cũng như cách chúng làm nóng quầng sáng và tăng tốc gió Mặt Trời.

Một nhiệm vụ khác của Parker Solar Probe là phát hiện các hạt năng lượng Mặt Trời, là những hạt năng lượng cao từ Mặt Trời có hại cho các phi hành gia và vệ tinh trong không gian. Tàu thăm dò Mặt Trời Parker sẽ giúp chúng ta khám phá các nguồn, quá trình tăng tốc và lan truyền của các hạt mang năng lượng Mặt Trời, những hạt này cuối cùng sẽ được sử dụng để bảo vệ vệ tinh và phi hành gia tốt hơn.

Hành trình khám phá của tàu Parker Solar Probe sẽ tiếp tục và nó sẽ tiếp tục tiếp cận Mặt Trời cho đến khi kết thúc sứ mệnh này vào năm 2025. Khi đó, nó sẽ hoàn thành hành trình thứ 24 tới Mặt Trời và cũng sẽ mang lại nhiều kiến thức, điều bất ngờ về Mặt Trời cho nhân loại. Tàu thăm dò Mặt Trời Parker là một cột mốc quan trọng trong hành trình khám phá Mặt Trời của con người, thể hiện trí tuệ và lòng dũng cảm của con người, đồng thời mở ra những chân trời mới cho tương lai của chúng ta.

Tham khảo: Zhihu