Sau hành trình liên hành tinh kéo dài bảy năm, phi thuyền quốc tế Cassini-Huygens đã bắt đầu chuyến thăm Sao Thổ, các vòng băng đá và 31 mặt trăng của nó trong thời gian bốn năm. Phi thuyền đã chụp được những hình ảnh chưa từng có về Mặt trăng Phoebe.

Dennis Matson, nhà khoa học thuộc Dự án Cassini-Huygens tại Phòng Thí nghiệm Động cơ Phản lực của NASA, cho biết: ''Chúng tôi sẽ viết sách về Sao Thổ. Tôi biết đây mới chỉ là một giai đoạn dễ dàng song đó là điều chúng tôi sẽ làm''.

3,4 tỷ USD và 3,5 tỷ km

Bức ảnh Mặt trăng Phoebe của Sao Thổ, do Cassini chụp.

Nằm giữa Sao Mộc và Sao Thiên Vương, Sao Thổ cách Mặt trời 1,43 tỷ km - hay mười lần khoảng cách từ Trái đất tới Mặt trời. Chỉ nhỏ hơn Sao Mộc, Sao Thổ chủ yếu được tạo nên từ khí hydro và heli, làm cho nó trở thành hành tinh lỏng nhất trong Thái Dương hệ. Ba phi thuyền của NASA - Pioneer 11, Voyager 1 và Voyager 2 - đã bay ngang qua hành tinh có nhiều quầng bụi đầy băng đá này vào các năm 1979, 1980 và 1981. Tuy nhiên, Cassini-Huygens là tàu thăm dò đầu tiên có nhiệm vụ nghiên cứu hệ thống Sao Thổ.

Theo các nhà khoa học, Sao Thổ là một nơi lạnh lẽo và nhiều gió. Nhiệt độ ở đỉnh các đám mây lên tới -139 độ C và gió quét qua đường xích đạo của nó với tốc độ 500m/giây. Phi thuyền Cassini trị giá 3,4 tỷ USD của Mỹ (được đặt theo tên nhà thiên văn người Pháp gốc Italia Jean-Dominique Cassini có nhiều khám phá quan trọng về Sao Thổ) và tàu thăm dò Huygens mà Cassini cõng trên lưng (được đặt tên theo nhà khoa học người Hà Lan Christian Huygens, người phát hiện Mặt trăng Titan của Sao Thổ) được phóng vào ngày 15/10/1997 từ mũi Canaverral, Florida.

Tàu Cassini-Huygens đã chu du 3,5 tỷ km tới Sao Thổ, sau khi đi qua Sao Kim, Trái đất và Sao Mộc để lấy thêm lực đẩy. Theo dự kiến, nó sẽ đi vào quỹ đạo quanh Sao Thổ vào ngày 30/6. Khi đó, Cassini sẽ lách qua một lỗ hổng rộng 1.006km giữa hai trong số các vòng ngoài đầy đá và băng của hành tinh này. Nó sẽ khai hoả một trong các động cơ chính để giảm tốc độ khi nghiên cứu hai vòng băng đá trên. Sau đó, nó quay trở ra và đi vào một trong 76 quỹ đạo dự kiến. Các nhà khoa học thuộc Dự án hy vọng một ăng-ten giống như tấm khiên sẽ ngăn chặn mọi loại hạt bụi làm hỏng phi thuyền khi nó đi qua và nghiên cứu các vòng băng đá. Ngay khi đã ở trong quỹ đạo an toàn, Cassini-Huygens sẽ định hướng ăng-ten để chuyển tiếp dữ liệu về Trái đất.

Matson cho biết nhóm dự án quốc tế đã sẵn sàng để cho phi thuyền đi vào quỹ đạo Sao Thổ. Họ đã kiểm tra mọi hệ thống cần cho nhiệm vụ phức tạp này. Pioneer 11 đã đi qua lỗ hổng thành công giữa vòng băng đá F và G. Điều đó chứng tỏ Cassini cũng có thể làm được. Ông nói: ''Chúng tôi đã loại trừ mọi trục trặc có thể xảy ra và đó là lý do tại sao chúng tôi tin tưởng''.

Tại sao lại Sao Thổ?

Giới khoa học muốn nghiên cứu chi tiết hệ thống Sao Thổ bởi họ tin rằng nó sẽ làm sáng tỏ những câu hỏi cơ bản về hoá học, vật lý, quá trình hình thành hành tinh và các điều kiện dẫn tới sự sống. Bốn năm điều tra chi tiết sắp tới về hệ thống Sao Thổ sẽ giúp họ lần đầu tiên hiểu được các thành phần khác biệt tương tác với nhau như thế nào. Từ lâu, hệ thống hành tinh, các vòng bụi đầy băng đá và mặt trăng của Sao Thổ cũng như Sao Mộc được coi là mô hình vật lý của tiến trình hình thành hành tinh. Chúng được gọi là những hệ thái dương thu nhỏ. Nhà khoa học hành tinh Ralph Lorenz thuộc ĐH Arizona cho biết: ''Nghiên cứu của phi thuyền sẽ giúp chúng ta hiểu tiến trình đó''.

Titan - mặt trăng lớn nhất của Sao Thổ - cũng là một mục tiêu chính của phi thuyền Cassini-Huygens. Bề mặt của Titan được một lớp sương mù dày đặc bao phủ và chưa bao giờ được nghiên cứu chi tiết. Tuy nhiên, giới khoa học tin rằng khí quyển của nó có nhiều vật liệu hữu cơ và có thể tương tự Trái đất trước khi sự sống tiến hoá. Lorenz cho biết: ''Trái đất thời kỳ trước khi sự sống bắt đầu có lẽ không nhẹ và lạnh như Sao Thổ song lại trải qua nhiều tiến trình hoá học tương đồng từ lâu đã bị phá huỷ. Chúng ta có thể nghiên cứu những tiến trình hoá học đó trên Titan''.

Vào ngày 24/12, Cassini sẽ thả tàu thăm dò Huygens của Cơ quan Vũ trụ châu Âu. Huygens sẽ di chuyển vào khí quyển giàu ni-tơ của Titan vào ngày 14/1/2005, triển khai một loạt dù và bắt đầu 2,5 giờ quan sát khoa học chi tiết. Hình ảnh và dữ liệu thu thập được sẽ được chuyển tiếp qua Cassini về Trái đất, cung cấp chi tiết về phong cảnh của mặt trăng này. Giới khoa học vẫn chưa biết Huygens sẽ hạ cánh ở đâu trên Titan song Lorenz hy vọng nó sẽ đáp xuống một vùng hồ đầy mê-tan hoặc ê-tan. Sau chuyến thám hiểm này, hy vọng mọi bí mật của Mặt trăng Titan sẽ được tiết lộ...

Tranh cãi về... nguy cơ ô nhiễm hạt nhân!

Các nhà hoạt động chống hạt nhân đã tổ chức nhiều cuộc biểu tình chống lại sứ mạng Cassini-Huygens bởi vào lúc rời Trái đất, phi thuyền này mang khoảng 30kg plutonium dioxid để cung cấp năng lượng cho hệ thống điện thông qua máy phát nhiệt điện đồng vị phóng xạ (tên tiếng Anh là Radioisotope thermoelectric generators - RTG). RTG phụ thuộc vào nhiệt do plutonium tạo ra khi bán rã. Các nhà hoạt động lo ngại Cassini-Huygens đặt hàng tỷ người trước nguy cơ phơi nhiễm với phóng xạ nếu phi thuyền nổ tung khi phóng và bốc cháy trong khí quyển.

Tất cả những lo ngại trên đã không xảy ra song các nhà hoạt động chống hạt nhân vẫn lo lắng về việc NASA sử dụng RTG. Russell Hoffman, người quản trị website chống Cassini ở Carlsbad, California, cho biết: ''Tôi vẫn cảm thấy rằng việc phóng Cassini là một sai lầm lớn. Việc phóng thành công con tàu cũng không thể làm tôi thay đổi quan điểm bởi số liệu thống kê cho thấy tỷ lệ phóng thất bại không thay đổi nhiều. Quả thật là từ khi phóng Cassini, chúng ta đã chịu một số tổn thất khi phóng các con tàu khác''.

Theo tài liệu của NASA về nguồn điện của Cassini, các cuộc thử nghiệm cho thấy sử dụng RTG rất an toàn, ngay cả trong trường hợp xảy ra tai nạn. Mặc dù các nhà hoạt động chống hạt nhân bất đồng với đánh giá của NASA song cơ quan vũ trụ này vẫn tiếp tục sử dụng chúng.

• Minh Sơn (Tổng hợp)