Mô hình về cảnh Huygens hạ cánh.

"Chúa đã mỉm cười với chúng tôi", nhà nghiên cứu David Southwood, thành viên của nhóm 250 nhà khoa học và kỹ sư đang vô cùng sung sướng trước kho dữ liệu bội thu mà sứ mệnh tàu Huygens- Cassini mang lại, cho biết.

Chuyến hạ cánh của tàu Huygens trên vệ tinh Titan của sao Thổ đã kết thúc hôm thứ sáu vừa qua, nhưng nhiệm vụ mới chỉ bắt đầu đối với những người sẽ phân tích các bức ảnh và dữ liệu khoa học mà nó cung cấp.

"Nếu bạn hình dung rằng dữ liệu chỉ từ một chuyến tạt ngang qua Titan vào năm 1980 do tàu Voyager của Mỹ thực hiện đến bây giờ vẫn chưa giải mã hết, thì rõ ràng những thông tin mà Huygens cung cấp sẽ cần đến thời gian của nhiều thế hệ nhà nghiên cứu", Athena Courtenis, một nhà hành tinh học tại đài quan sát Meudon ở ngoại ô Paris, nhận định.

Ban đầu, các nhà khoa học dự đoán Huygens giỏi lắm chỉ có thể truyền tín hiệu trong vòng 3 phút sau khi chạm đất. Nhưng thực tế, các thiết bị có thể tiếp tục chức năng của nó trong vòng ít nhất 3 giờ sau khi đáp xuống.

"Titan đã cho chúng tôi dữ liệu nhiều hơn mức mong đợi", Jean-Pierre Lebreton, giám đốc sứ mệnh Huygens nói.

Từ những bức ảnh, các nhà khoa học phỏng đoán rằng bề mặt của vệ tinh này được bao phủ bằng những con kênh dẫn chất lỏng, các hẻm núi và những con mương do gió bào mòn dẫn tới một đại dương methane rộng lớn. Lebreton cho biết họ có thể nhìn thấy một dải mờ giống như một đường bờ biển, và đáy của một dòng sông, với chất lỏng (có thể là hỗn hợp methane và ethan) từng chảy trên đó.

"Rõ ràng bề mặt của Titan mềm mại. Hình ảnh tốt nhất mà tôi có thể so sánh là một cái bánh kem, với một lớp vỏ trên bề mặt và vật liệu mềm hơn nằm bên dưới", Lebreton nói.

10 nghìn người đã làm việc trong dự án trị giá 3,2 tỷ đôla này, trong đó có các nhà khoa học từ 19 quốc gia.

T. An (theo AFP)

Một bức ảnh về vệ tinh Titan của sao Thổ, do tàu Huygens chụp được hôm qua.

Thiết bị thăm dò Huygens, sau khi hạ cánh thành công xuống vệ tinh Titan của sao Thổ chiều qua, đã gửi về những bức ảnh đầu tiên của thiên thể này: một hình dáng mờ ảo trông như đường bờ biển của một đại dương dầu lỏng.

Một bức ảnh đen trắng rõ nét khác tiết lộ các đường kênh đen, trông như những đường dẫn nối một vùng đất cao với một bồn chất lỏng tối sẫm. Một bức khác thể hiện một bề mặt bằng phẳng, rải rác các tảng đá.

Các nhà khoa học cho biết Huygens đã chụp được hơn 300 hình khi nó đâm xuyên qua bầu khí quyển của vệ tinh này. Nhận xét về bức ảnh của "đường bờ biển", John Zarnecki, trưởng nhóm chuyên gia thuộc Chương trình nghiên cứu khoa học bề mặt trên tàu Huygens cho biết: "nếu đó không phải là một biển, nó có thể là một cái hồ nhựa đường".

Cơ quan vũ trụ châu Âu đã công bố những bức ảnh được chụp từ độ cao 16,2 km, 8 km và một cái khi Huygens đáp xuống bề mặt Titan.

"Những bức ảnh trở nên rõ nét hơn khi tàu xuyên qua đám mây mù", Marty Tomasko, trưởng nhóm chụp ảnh, nói. Ông cũng cho biết thêm rằng các bức ảnh này cần được làm sạch và các nhà khoa học sẽ nghiên cứu chúng kỹ hơn nữa nhằm giải mã thông tin ở đó.

"Chúng ta có thể đang nhìn thấy một đường bờ biển, nhưng nó cũng không chắc chắn đó là chất lỏng. Dường như đã có dòng chảy ở thời điểm nào đó tạo nên các kênh này. Nhưng liệu nó có hoá rắn lại không?"

Huygens, con tàu nặng 33 kg do Cơ quan vũ trụ châu Âu thiết kế, đã tách khỏi tàu mẹ Cassini hôm 25/12 vừa qua, và hạ cánh với 3 chiếc dù.

Các nhà khoa học biết rằng khí quyển trên Titan (vệ tinh thiên nhiên duy nhất trong hệ mặt trời có bầu khí quyển và là vệ tinh lớn nhất của sao Thổ) được tạo bởi chủ yếu từ nitơ, methane và các phân tử hữu cơ khác. Nó được xem là có điều kiện tương đồng với trái đất 4,6 tỷ năm trước. Nhiệt độ bề mặt có thể xuống thấp - 181 độ C. Song các nhà khoa học không biết bao nhiêu phần trên đó là đá rắn, bùn lỏng hoặc bùn hóa chất.

Tàu Cassini bay đến sao Thổ hồi tháng 7/2004.

Thuận An (15/1/2005, theo BBC)

Các nhà khoa học Mỹ và châu Âu có thể vui mừng trong lễ Giáng sinh năm nay nếu tàu thăm dò Huygens tách thành công khỏi tàu mẹ Cassini đang bay quanh sao Thổ, và đáp cánh xuống vệ tinh lớn nhất của nó - Titan.

Tàu thăm dò Huygens sẽ có khoảng 30 phút chụp ảnh và đo đạc các thông số trên bề mặt của vệ tinh Titan.

Huygens, con tàu nặng 33 kg do Cơ quan vũ trụ châu Âu thiết kế, sẽ lao xuống Titan vào ngày 14/1 năm 2005. Dự kiến nó tách khỏi tàu mẹ Cassini trong ngày hôm nay.

Thiết bị thăm dò trị giá 600 triệu đôla này sẽ vén bức màn sương khói màu cam bí ẩn đang bao phủ dày đặc Titan, nhằm nghiên cứu thành phần của nó. Các nhà khoa học tin rằng khí quyển của Titan cách đây 3,8 tỷ năm đã tương tự như bầu khí quyển trái đất hiện nay. Họ hy vọng vệ tinh này có thể tiết lộ cho thấy bằng cách nào sự sống nguyên thủy bắt đầu trên trái đất.

Mặc dù Huygens chỉ mất khoảng 2,5 tiếng để chạm tới bề mặt Titan, song không ai biết điều gì sẽ chờ đợi nó trên vệ tinh băng giá này.

Các nhà khoa học biết rằng khí quyển trên Titan (vệ tinh thiên nhiên duy nhất trong hệ mặt trời có bầu khí quyển) được tạo bởi chủ yếu từ nitơ và methane. Nhiệt độ bề mặt có thể xuống thấp - 181 độ C. Song họ không biết bao nhiêu phần trên đó là đá rắn, bùn lỏng hoặc bùn hóa chất.

Dù là điều kiện nào đi nữa, tàu thăm dò cũng chỉ có 3 giờ chạy pin để tiết lộ bí mật của Titan. Các kỹ sư tin rằng Huygens sẽ có 30 phút trên bề mặt vệ tinh này để chụp ảnh và đo đạc trước khi mất liên lạc với trái đất. Nó sẽ thu thập các hạt nhỏ trong bầu khí quyển, đo tốc độ gió, nghiên cứu đặc tính điện từ và thành phần của khí quyển.

Trong khi đó, tàu mẹ Cassini đã được tôn vinh với những thành công lớn trong việc gửi về trái đất các bức ảnh vòng sáng sao Thổ, và chính bản thân hành tinh khí khổng lồ này. Nó cũng chụp được các bức ảnh rõ nét nhất từ trước đến nay về 33 mặt trăng của sao Thổ, trong đó có cả Titan.

T. An (25/12/2004, theo CNN)

Một trong hai vệ tinh tìm thấy (trong ô vuông).

Tàu Cassini - Huygens trong hành trình bay quanh sao Thổ đã khám phá ra hai mặt trăng mới của hành tinh có vành sáng này, nâng tổng số mặt trăng tự nhiên của nó lên 33.

Hai vệ tinh - được đặt tên tạm thời là S/2004 S1 và S/2004 S2 - có đường kính lần lượt là 3 và 4 km, và nằm cách trung tâm sao Thổ khoảng 194.000 km và 211.000 km.

Các quan chức cho biết đây có thể là những vật thể nhỏ nhất được nhìn thấy trên quỹ đạo quanh hành tinh khí khổng lồ này. Trước đây, các mặt trăng nhỏ nhất của nó có đường kính khoảng 20 km.

S/2004 S1 và S/2004 S2 nằm giữa quỹ đạo của hai vệ tinh lớn hơn là Mimas và Enceladus, một điều ngạc nhiên đối với các nhà khoa học vì trước đây họ vẫn tin rằng những vệ tinh tý hon như vậy đã bị xé tan từ lâu trong các cuộc va chạm với sao chổi.

Hai vệ tinh mới lần đầu tiên được quan sát thấy bởi tiến sĩ Sebastien Charnoz, tại Đại học Paris, Pháp. "Việc phát hiện ra những vệ tinh mờ nhạt này là kinh nghiệm rất thú vị, đặc biệt là cảm giác trở thành người đầu tiên nhìn thấy một vật thể mới trong thái dương hệ của chúng ta", Charnoz nói.

Các nhà khoa học thường khó tìm ra nguồn gốc của các vệ tinh bay quanh những hành tinh khổng lồ, bởi lực hút lớn từ hành tinh mẹ có thể khiến chúng trôi giạt khỏi vị trí ban đầu. Trong quá trình này, các vệ tinh khác có thể làm phiền chúng, khiến cho quỹ đạo của chúng lệch tâm hoặc nghiêng tương đối với mặt phẳng quỹ đạo.

Cũng theo chuyên gia, S/2004 S1 có thể chính là một vật từng được ghi lại trên bức ảnh duy nhất do tàu Voyager của NASA tìm thấy 23 năm trước. Khi đó, nó được đặt tên là S/1981 S14.

Thuận An (18/8/2004, theo BBC)

5- Tàu thăm dò chuẩn bị vào quỹ đạo sao Thổ

Phi thuyền Cassini đã sẵn sàng cho chuyến bay 4 năm quanh sao Thổ để nghiên cứu hành tinh có vành hào quang này và những vệ tinh chuyển động dưới ảnh hưởng của nó.

Cassini sẽ xuyên qua khoảng trống giữa các vành đai trước khi phát hỏa một động cơ để làm chậm lại tốc độ của nó. Sau cùng, con tàu sẽ gia nhập vào quỹ đạo hình elip xung quanh hành tinh khí khổng lồ này. Việc khởi động động cơ sẽ bắt đầu vào ngày 1/7, kéo dài trong 90 phút.

Việc gia nhập quỹ đạo xung quanh sao Thổ sẽ chấm dứt cuộc hành trình kéo dài 7 năm của tàu Cassini xuyên qua hệ mặt trời, đồng thời tạo cho nó cơ hội chụp được những bức ảnh cận cảnh về các vành sáng ấn tượng của Thổ tinh. Ngoài ra, thời điểm đó cũng là lúc Cassini đến gần sao Thổ hơn bất cứ lúc nào trong 4 năm tới, ở khoảng cách 18.000 km.

Trong 4 năm dạo chơi quanh hành tinh thứ 6 của thái dương hệ, Cassini sẽ điều tra về bầu khí quyển của hành tinh này, trường từ phức tạp của nó, hệ thống các vành đai và các vệ tinh.

Tháng 12, con tàu sẽ thả robot thăm dò Huygens xuống tầng khí quyển dầy của Titan - vệ tinh của sao Thổ.

B.H. (29/6/2004, theo BBC)

Các nhà nghiên cứu tái tạo lại thiết kế của Huygens.

Các nhà khoa học Mỹ tin rằng họ đã giải mã được bí ẩn mà một nhà thiên văn và phát minh người Hà Lan - Christiaan Huygens - gặp phải từ thế kỷ 17. Khi đặt hai chiếc đồng hồ quả lắc cạnh nhau, Huygens phát hiện các quả lắc luôn đu đưa ngược chiều. Kỳ thực, ông đã gặp may khi chế tạo chiếc đồng hồ này.

Huygens đã phát minh ra đồng hồ quả lắc năm 1657, khi nỗ lực giải quyết vấn đề xác định kinh độ trên biển. Trong thiết kế của ông luôn có một cặp đồng hồ, phòng khi nếu một chiếc bị chết hoặc cần phải đem đi lau rửa, chiếc còn lại vẫn chỉ đúng giờ.

Huygens đã thử nghiệm cặp đồng hồ này trên biển, với hai chiếc được treo cạnh nhau trong cùng một khung, nhưng ở trong hai hộp riêng biệt. Khi quả lắc của hai chiếc đồng hồ bắt đầu dao động, Huygens nhận thấy có một hiện tượng kỳ lạ, mà ông gọi là “sự hài hòa kỳ quặc”: Bất kể hai quả lắc được bắt đầu chuyển động ở vị trí nào, thì cuối cùng, chúng vẫn luôn luôn đu đưa theo các hướng ngược chiều nhau (như thể chiếc này là ảnh gương của chiếc kia vậy). Cho đến giờ, chưa ai giải thích được hiện tượng này.

Nay, Kurt Wiesenfeld của Viện công nghệ Georgia ở Atlant đã dựng lại hệ thống quả lắc tương tự và phân tích động thái của chúng. Ông cũng bắt gặp sự hài hòa tương tự, nhưng nhận thấy rằng nó chỉ xảy ra khi quả lắc nhẹ hơn nhiều so với toàn bộ đồng hồ, giống như thiết kế của Huygens.

Lý giải cho hiện tượng này, Wiesenfeld cho biết đó là vì chiếc khung nặng nề đã kháng lại tất cả các lực văng sang hai bên mà các quả lắc sinh ra khi chúng đu đưa. Vì thế, cuối cùng hai quả lắc được giữ trong trạng thái ổn định mà những dao động đối xứng của chúng khử lực văng lẫn nhau.

Nếu tỷ lệ khối lượng của mỗi quả lắc so với tổng khối lượng của đồng hồ nhỏ hơn 1:120, hai quả lắc có xu hướng đu đưa ngược chiều nhau. Nhưng nếu tỷ lệ này lớn hơn 1: 80, thì một hoặc cả hai quả lắc dần dần sẽ dừng lại, vì lực văng của những quả lắc làm chiếc hộp bao ngoài khá nhẹ này dao động theo, gần giống như khi ta lắc chiếc hộp đồng hồ vậy.

Theo Wiesenfeld, hiện tượng này bị bỏ quên bao năm nay, chỉ là vì mãi gần đây, người ta mới quan tâm đến những vấn đề không chính thống như thế. Và Huygens đã rất may mắn vì chiếc đồng hồ của ông được tạo ra ở đúng với tỷ lệ để hiện tượng "kỳ lạ" trên có thể xảy ra.

B.H. (21/02/2002, theo NewSci)

Titan

Những trận cuồng phong cực mạnh đang gầm rít, thổi từ Tây sang Đông trên bầu trời Titan, vệ tinh lớn nhất của sao Thổ, các nhà nghiên cứu vừa công bố một phát hiện mới nhất. Biết được hướng đi của gió sẽ giúp cơ quan vũ trụ quốc tế vạch ra lộ trình hạ cánh an toàn cho tàu thăm dò Huygens, dự định phóng lên vệ tinh này vào năm 2004.

Sử dụng kính thiên văn hồng ngoại đường kính tới 3 m trên vùng Mauna Kea, Hawaii, ông Theodor Kostiuk và các cộng sự thuộc Trung tâm Bay vũ trụ Goddard của NASA ở bang Marylan, đã tìm thấy những luồng gió mạnh đang vần vũ trên cao, cách bề mặt của Titan 200 km. Tốc độ của chúng lên tới 750 km/h.

Theo kế hoạch, NASA và Cơ quan Hàng không Vũ trụ châu Âu (ESA) sẽ gửi các tàu thăm dò lên khám phá sao Thổ, vành đai đặc biệt và 17 vệ tinh của nó, trong đó có Titan. Tàu thăm dò Huygens, phóng đi năm 1997, sẽ thả dù từ tàu không gian Cassini nặng 2 tấn của NASA, đáp xuống Titan vào năm 2004.

Chính vì vậy, nếu không nắm rõ về hướng gió trên hành tinh này, việc hạ cánh sẽ cực kỳ khó khăn và không hiệu quả.

Thông qua tàu Cassini đang bay bên trên, Huygens sẽ gửi về trái đất các dữ liệu về mây và bầu khí quyển của Titan. Biết được hướng gió, NASA và ESA sẽ dự báo chính xác hơn lộ trình của tàu thăm dò khi nó đi xuyên qua các đám mây dày. Thông tin này cũng sẽ giúp Cassini hướng ăngten chính xác về phía Huygens khi nó hạ cánh.

Mặt khác, vì pin của Huygens chỉ hoạt động trong 153 phút, do vậy điều cực kỳ quan trọng là phải tối đa hoá liên lạc giữa tàu thăm dò và tàu không gian trên quỹ đạo để thu được nhiều thông tin nhất về bề mặt của Titan.

Tuy nhiên, người ta vẫn chưa biết dưới tầng gió đó còn có gì nữa. Sự thực, bề mặt Titan mới là nơi Huygens, nặng 350 kg, làm việc trong phần lớn thời gian.

Công nghệ "người lái vượt tốc độ"

Để đo đạc gió trên Titan, nhóm của Kostiuk đã sử dụng một công nghệ tương tự như công nghệ mà các cảnh sát dùng để phát hiện những người tài xế vượt quá tốc độ. Nhân viên cảnh sát gửi tín hiệu sóng ở một tần số nào đó. Khi va vào một chiếc xe đang chyển động trên đường, sóng này bật ngược trở lại với tần số đã thay đổi. Và sự thay đổi này phụ thuộc vào tốc độ của xe.

Cũng với cơ chế ấy, kính thiên văn và các thiết bị khác đã dò tìm sóng hồng ngoại phát ra từ khí metan trong tầng khí quyển ngoài của Titan. Tốc độ và hướng di chuyển của các phân tử này sẽ quyết định sự thay đổi tần số của sóng hồng ngoại. Bằng cách so sánh tần số ở mạn phía đông và mạn phía tây Titan, người ta đã biết được chiều gió và tốc độ của nó.

Hiện các nhà khoa học đang kiểm chứng lại kết quả này bằng cách sử dụng một kính thiên văn cỡ lớn hơn, đường kính 8 m.

Titan là mặt trăng (vệ tinh) lớn thứ hai trong hệ mặt trời, có kích cỡ khoảng 40 % trái đất. Các nhà vật lý thiên thể rất quan tâm đến nó vì điều kiện trên bề mặt hành tinh này dường như rất giống với bề mặt trái đất trước khi sự sống xuất hiện.

Bích Hạnh (theo Nature, 12/6/2001)