Trong một thời gian ngắn kể từ khi chiếc máy bay Perseverance của NASA hạ cánh xuống miệng núi lửa Jezero của sao Hỏa vào ngày 18 tháng 2 năm 2021, nó đã được làm nên lịch sử.
Hiện tại, sao Hỏa và Trái đất nằm ở phía đối diện của mặt trời và hai hành tinh này không thể giao tiếp với nhau. Sau khi làm việc không ngừng nghỉ trong 216 ngày trên Sao Hỏa, các nhóm khoa học đang có thời gian nghỉ ngơi thực sự đầu tiên kể từ khi sứ mệnh bắt đầu.
Chúng tôi là hai thành viên của nhóm Kiên trì, và với đội ngũ nhân sự đã đúc kết được trong 20 ngày kết hợp , đây là thời điểm hoàn hảo để lùi lại và suy ngẫm về sứ mệnh cho đến nay.
Sự kiên trì đã thử nghiệm tất cả các khả năng kỹ thuật của mình, lái xe 1,6 dặm (2,6 km) trên địa hình gồ ghề và chụp hàng chục nghìn bức ảnh bằng 19 máy ảnh của mình . Trong tất cả những thành công đáng kinh ngạc này, có ba cột mốc quan trọng mà chúng tôi đặc biệt hào hứng: thu thập các mẫu lõi đá đầu tiên, bay trực thăng Ingenuity và công bố kết quả khoa học đầu tiên của chúng tôi về đồng bằng miệng núi lửa Jezero.
Vận chuyển trở lại
Một trong những mục tiêu chính của Perseverance là sử dụng hệ thống bộ nhớ đệm mẫu của nó để chiết xuất các lõi đá nhỏ - có kích thước gần bằng các điểm đánh dấu xóa khô - và niêm phong chúng trong các ống mẫu đặc biệt. Sau đó, một nhiệm vụ trong tương lai sẽ đón họ và đưa họ vào một cuộc hành trình dài liên hành tinh trở về Trái đất.
Đối với nỗ lực khoan đầu tiên của Perserverance vào tháng 8, nhóm của chúng tôi đã chọn một tảng đá phẳng đẹp dễ tiếp cận bằng máy khoan. Sau sáu ngày đánh giá lớp nền - và cuối cùng là khoan vào nó - chúng tôi rất vui mừng khi thấy một lỗ trên mặt đất và nhận được xác nhận rằng ống mẫu đã được bịt kín thành công.
Tuy nhiên, ngày hôm sau, người thám hiểm gửi ảnh bên trong ống, và chúng tôi thấy nó thực sự trống rỗng. Một số bầu khí quyển của sao Hỏa bị mắc kẹt bên trong và sẽ rất hữu ích để nghiên cứu, nhưng đó không phải là điều mà nhóm nghiên cứu hy vọng.
Cuối cùng, nhóm của chúng tôi kết luận rằng bản thân tảng đá mềm hơn nhiều so với dự kiến và nó hoàn toàn bị nghiền thành bột trong quá trình khoan.
Ba tuần và 1,800 feet (550 mét) sau đó, chúng tôi bắt gặp một số tảng đá trông đầy hứa hẹn nhô lên trên bề mặt màu đỏ. Điều này cho thấy rằng đá cứng hơn và do đó dễ lấy mẫu hơn. Lần này, Perseverance đã chiết xuất và lưu trữ thành công hai mẫu lõi từ đá mài bóng hơi xám. Sau khi thu thập thêm vài chục mẫu nữa, nó sẽ thả các mẫu tại một vị trí an toàn và dễ tiếp cận trên bề mặt sao Hỏa. Sứ mệnh Trả lại Mẫu trên Sao Hỏa của NASA , hiện đang được phát triển, sẽ nhặt các ống mẫu vào cuối những năm 2020 và mang chúng về nhà.
Nhưng các nhà khoa học không phải đợi lâu như vậy để tìm hiểu về những tảng đá. Tại cả hai trang web, Perseverance sử dụng SHERLOC và PIXL quang phổ kế trên cánh tay của mình để đo lường các thành phần của đá. Chúng tôi đã tìm thấy các khoáng chất kết tinh cho thấy các loại đá được hình thành trong dòng dung nham bazan, cũng như các khoáng chất muối có thể là bằng chứng về nguồn nước ngầm cổ đại .
Chuyến bay đầu tiên
Sự kiên trì có thể là một chặng đường dài so với Trái đất, nhưng nó có một mẹo nhỏ. Máy bay trực thăng Ingenuity rời khỏi máy bay không lâu sau khi hạ cánh xuống sao Hỏa và trở thành chiếc máy bay đầu tiên bay trong bầu khí quyển của một hành tinh khác.
Ingenworthy chạy bằng năng lượng mặt trời, nặng 4 pound (1,8 kg) và thân chính của nó có kích thước gần bằng một quả bưởi. Vào ngày 19 tháng 4 năm 2021, chiếc trực thăng thực hiện chuyến bay đầu tiên, bay lơ lửng cách mặt đất 10 feet (3 mét) trong 39 giây trước khi lao thẳng xuống. Bước nhảy ngắn này cho thấy các cánh dài của nó có thể tạo ra lực nâng đủ để cho phép bay trong không khí loãng của sao Hỏa.
Các chuyến bay tiếp theo đã kiểm tra khả năng di chuyển theo chiều ngang của máy bay trực thăng và nó bay được quãng đường dài hơn mỗi lần, di chuyển tới 2.050 feet (625 mét) trong chuyến đi xa nhất cho đến nay.
Hiện tại Ingenuality đã bay 13 lần và chụp được những bức ảnh chi tiết về mặt đất để dò tìm địa hình gồ ghề phía trước của Perseverance. Những hình ảnh này đang giúp nhóm quyết định cách điều hướng xung quanh các chướng ngại vật trên đường đến đích cuối cùng của người lái, một vùng đồng bằng rộng lớn trong Jezero Crater.
Phóng to vào đồng bằng sông Jezero
NASA đã chọn Jezero Crater làm địa điểm hạ cánh đặc biệt của Perseverance vì nó cho phép người lái tàu tiếp cận với một đống đá lớn nằm ở cuối thung lũng sông khô. Dựa trên các hình ảnh vệ tinh , các nhà khoa học cho rằng những tảng đá này được tạo thành từ trầm tích lắng đọng của một con sông cổ đại chảy vào hồ khoảng 3,5 tỷ năm trước . Nếu đúng, vị trí này có thể là một môi trường tuyệt vời cho cuộc sống.
Tuy nhiên, độ phân giải của dữ liệu vệ tinh không đủ cao để nói chắc chắn liệu trầm tích đã được lắng đọng từ từ vào một hồ nước lâu đời hay liệu cấu trúc được hình thành trong điều kiện khô hạn hơn. Cách duy nhất để biết chắc chắn là chụp ảnh từ bề mặt sao Hỏa.
Kiên trì hạ cánh cách xa hơn một dặm (khoảng 2 km) từ các vách đá ở phía trước của châu thổ. Cả hai chúng tôi đều thuộc nhóm phụ trách thiết bị Mastcam-Z , một bộ máy ảnh có ống kính thu phóng cho phép chúng tôi xem một chiếc kẹp giấy từ phía đối diện của sân bóng đá. Trong vài tuần đầu tiên của nhiệm vụ, chúng tôi đã sử dụng Mastcam-Z để khảo sát các tảng đá ở xa. Từ những cái nhìn toàn cảnh đó, chúng tôi đã chọn những điểm cụ thể để xem xét chi tiết hơn với SuperCam của người lái , một máy ảnh kính thiên văn.
Khi hình ảnh được quay trở lại Trái đất, chúng tôi thấy các lớp trầm tích nghiêng ở phần dưới của vách đá cao 260 foot (80 mét). Ở phía trên, chúng tôi phát hiện những tảng đá, một số lớn tới 5 feet (1,5 mét).
Từ cấu trúc của những thành tạo này, nhóm của chúng tôi đã có thể tái tạo lại một câu chuyện địa chất hàng tỷ năm tuổi, mà chúng tôi đã xuất bản trên tạp chí Science ngày 7 tháng 10 năm 2021.
Trong một thời gian dài - có khả năng là hàng triệu năm - một con sông đã chảy vào một hồ nước lấp đầy miệng núi lửa Jezero. Dòng sông này từ từ lắng đọng những lớp trầm tích nghiêng mà chúng ta thấy trong các vách đá của vùng châu thổ. Sau đó, sông hầu như trở nên khô cạn ngoại trừ một vài trận lũ lụt lớn. Những sự kiện này có đủ năng lượng để mang những tảng đá lớn xuống kênh sông và lắng đọng chúng trên lớp trầm tích cũ hơn; đây là những tảng đá mà chúng ta nhìn thấy trên đỉnh các vách đá bây giờ.
Kể từ đó, khí hậu trở nên khô cằn và gió từ từ làm xói mòn đá.
Xác nhận rằng có một hồ nước trong miệng núi lửa Jezero là kết quả khoa học quan trọng đầu tiên của sứ mệnh. Trong năm tới, Perseverance sẽ lái xe lên đỉnh đồng bằng, nghiên cứu chi tiết các lớp đá trên đường đi và thu thập nhiều mẫu vật. Khi những mẫu vật đó cuối cùng được đưa đến Trái đất, chúng ta sẽ tìm hiểu xem chúng có chứa các dấu hiệu của sự sống vi sinh vật có thể đã từng phát triển mạnh trong hồ cổ đại trên sao Hỏa này hay không.
Bài viết này được xuất bản lại từ The Conversation theo giấy phép Creative Commons. Bạn có thể tìm thấy bài báo gốc ở đây .
Melissa Rice là phó giáo sư khoa học hành tinh tại Đại học Western Washington, nơi cô hiện đang được tài trợ cho các sứ mệnh thám hiểm Curiosity và Mars-2020 của NASA. Briony Horgan là phó giáo sư khoa học hành tinh tại Đại học Purdue. Cô cũng là một nhà khoa học tham gia vào sứ mệnh thám hiểm của Phòng thí nghiệm Khoa học Sao Hỏa của NASA.
