Dũng Virgo
NASA đã đưa kính viễn vọng không gian Nancy Grace Roman vào quỹ đạo bằng tên lửa Falcon Heavy của SpaceX, khởi động một sứ mệnh có phạm vi nghiên cứu rộng hơn nhiều so với việc chỉ tìm kiếm các hành tinh bên ngoài Hệ Mặt trời. Với hệ thống quan sát đặc biệt, Roman được kỳ vọng phát hiện những vật thể mờ nằm gần các ngôi sao sáng, đồng thời cung cấp dữ liệu để nghiên cứu vật chất tối, năng lượng tối và quá trình tiến hóa của vũ trụ.
Thiết bị có giá trị khoảng 4,3 tỷ USD, được phát triển trong khoảng một thập kỷ. Tên của kính viễn vọng nhằm tưởng nhớ Nancy Grace Roman, nhà thiên văn trưởng đầu tiên của NASA và là một trong những người có vai trò quan trọng trong quá trình hình thành Kính viễn vọng Không gian Hubble.
Phóng lên quỹ đạo bằng Falcon Heavy
Vụ phóng diễn ra lúc 7h26 sáng ngày 30/8 theo giờ miền Đông Mỹ tại Trung tâm Vũ trụ Kennedy ở bang Florida. Falcon Heavy mang theo Nancy Grace Roman rời bệ phóng, sau đó khoảng 10 phút đưa kính viễn vọng vào quỹ đạo.
Trong giai đoạn tiếp theo, Roman sẽ mất khoảng ba tháng để di chuyển tới Điểm Lagrange 2, thường được gọi là L2. Vị trí này cách Trái đất khoảng 1,6 triệu km và cũng là nơi Kính viễn vọng Không gian James Webb đang hoạt động. Đặt kính viễn vọng tại L2 giúp NASA có một vị trí quan sát ổn định cho các chương trình nghiên cứu không gian quy mô lớn.
Roman được thiết kế với kích thước tương đương một chiếc xe buýt. Tuy nhiên, điểm đáng chú ý không nằm ở kích thước mà ở khả năng bao quát bầu trời. Kính có trường quan sát rộng hơn Hubble trên 100 lần và tốc độ khảo sát nhanh hơn Hubble hơn 1.000 lần. Thay vì chỉ tập trung vào một vùng nhỏ hoặc từng vật thể riêng lẻ, Roman có thể quét những khu vực rộng lớn trong thời gian ngắn.
Coronagraph giúp nhìn qua ánh sáng của ngôi sao
Một trong những công nghệ quan trọng nhất trên Roman là coronagraph. Đây là hệ thống quang học có nhiệm vụ che bớt ánh sáng trực tiếp từ một ngôi sao, nhờ đó làm nổi bật những vật thể mờ ở khu vực xung quanh.
Việc quan sát ngoại hành tinh không đơn giản. Một hành tinh thường phản xạ ánh sáng yếu hơn rất nhiều so với ngôi sao mà nó quay quanh. Khi hai nguồn sáng xuất hiện gần nhau trong ảnh quan sát, ánh sáng của ngôi sao có thể lấn át hoàn toàn tín hiệu từ hành tinh. Coronagraph giải quyết một phần vấn đề này bằng cách tạo vùng che sáng, cho phép các thiết bị phân tích những cấu trúc vốn gần như không thể nhìn thấy trực tiếp.
Hubble và James Webb cũng được trang bị coronagraph, nhưng hệ thống trên Roman được kỳ vọng có hiệu suất cao hơn từ 100 đến 1.000 lần so với các hệ thống từng được chế tạo trước đây. Roman có thể nghiên cứu những hành tinh có kích thước tương đương Sao Mộc, thậm chí Sao Thổ, đang quay quanh các ngôi sao khác.
Hệ thống gương có thể tự hiệu chỉnh
Coronagraph trên Roman không chỉ là một tấm chắn sáng cố định. Đây là hệ thống chủ động, trong đó các gương có thể thay đổi hình dạng theo thời gian thực. Cơ chế này giúp bù trừ những ảnh hưởng do rung động, biến động nhiệt và các sai số khác trong quá trình quan sát.
Khả năng hiệu chỉnh liên tục đặc biệt quan trọng khi kính viễn vọng phải phát hiện một hành tinh mờ nằm sát ngôi sao rất sáng. Chỉ một dao động nhỏ hoặc thay đổi nhiệt độ cũng có thể làm tín hiệu bị nhiễu. Nếu hoạt động đúng kỳ vọng, công nghệ của Roman sẽ tạo nền tảng cho các sứ mệnh có khả năng quan sát những hành tinh giống Trái đất trong tương lai.
Roman chưa trực tiếp tìm thấy sự sống
Mục tiêu “tìm hành tinh có sự sống” cần được hiểu theo hướng dài hạn. Roman không được thiết kế để đưa ra kết luận trực tiếp rằng một hành tinh có sự sống. Sứ mệnh này chủ yếu mở rộng danh sách các ngoại hành tinh, nghiên cứu đặc điểm của chúng và thử nghiệm công nghệ quan sát có độ tương phản rất cao.
Dữ liệu và kinh nghiệm thu được từ Roman có thể đặt nền móng cho Habitable Worlds Observatory, ý tưởng về một kính viễn vọng không gian thế hệ tiếp theo của NASA. Thiết bị tương lai này được định hướng chụp ảnh các hành tinh giống Trái đất và tìm kiếm dấu hiệu hóa học trong khí quyển, qua đó đánh giá khả năng tồn tại sự sống.
Vì vậy, đóng góp lớn của Roman không chỉ nằm ở số lượng hành tinh được phát hiện. Kính viễn vọng còn giúp các nhà khoa học hiểu rõ giới hạn của công nghệ hiện tại, xác định phương pháp xử lý ánh sáng sao và chuẩn bị cho những quan sát khó hơn trong các sứ mệnh sau.
Bản đồ vũ trụ rộng lớn hơn
Ngoại hành tinh chỉ là một phần trong chương trình khoa học của Roman. Trong sứ mệnh kéo dài 5 năm, kính viễn vọng có thể phát hiện hàng tỷ thiên hà, hàng nghìn vụ nổ siêu tân tinh và hàng chục tỷ ngôi sao. Khối lượng quan sát này sẽ tạo ra một kho dữ liệu lớn về nhiều giai đoạn khác nhau trong lịch sử vũ trụ.
Một câu hỏi quan trọng mà Roman hướng tới là bản chất của vật chất tối và năng lượng tối. Vật chất tối được cho là chiếm khoảng 85% tổng lượng vật chất trong vũ trụ, nhưng đến nay vẫn chưa được phát hiện trực tiếp. Trong khi đó, năng lượng tối được cho là có liên quan đến tốc độ giãn nở ngày càng nhanh của vũ trụ.
Để nghiên cứu các vấn đề này, Roman sẽ quan sát cách lực hấp dẫn làm bẻ cong ánh sáng khi ánh sáng truyền qua những khoảng cách rất lớn. Hiện tượng đó cung cấp manh mối về cách vật chất phân bố trong không gian. Từ các phép đo, các nhà khoa học có thể xây dựng bản đồ ba chiều về sự phân bố của vật chất tối trên quy mô vũ trụ.
Các vụ nổ siêu tân tinh cũng giữ vai trò quan trọng. Chúng có thể được sử dụng như những “ngọn nến vũ trụ”, tức các mốc tham chiếu giúp giới nghiên cứu theo dõi quá trình giãn nở của vũ trụ theo thời gian.
Dữ liệu khổng lồ phục vụ cộng đồng khoa học
Roman dự kiến truyền khoảng 1 terabyte dữ liệu mỗi ngày về Trái đất. Đây là lượng thông tin rất lớn, bao gồm hình ảnh và kết quả quan sát từ những vùng hình thành sao, các ngôi sao đang chết cho tới những thiên hà nằm ở khoảng cách xa.
Sau khi được xử lý, toàn bộ dữ liệu sẽ được công khai. Điều này cho phép nhiều nhóm nghiên cứu tiếp cận cùng một nguồn thông tin, kiểm chứng kết quả và thực hiện các phân tích mới. Kho dữ liệu cũng có thể giúp phát hiện những hiện tượng không nằm trong mục tiêu ban đầu của sứ mệnh.
Khả năng khảo sát diện rộng của Roman tạo ra sự khác biệt rõ rệt so với các kính viễn vọng thường quan sát sâu vào một khu vực hẹp. Hubble nổi tiếng với những hình ảnh chi tiết, còn Roman được xây dựng để lập bản đồ bầu trời ở quy mô lớn và nhanh chóng nhận diện các mục tiêu đáng chú ý. Hai cách tiếp cận này có thể bổ trợ cho nhau trong nghiên cứu thiên văn.
Di sản của Nancy Grace Roman
Nancy Grace Roman sinh ngày 16/5/1925 tại Nashville, bang Tennessee, Mỹ và qua đời ngày 25/12/2018. Bà là nữ lãnh đạo cấp cao đầu tiên của NASA, đồng thời giữ vai trò then chốt trong việc thúc đẩy dự án kính viễn vọng không gian đầu tiên của cơ quan này.
Nhờ đóng góp trong quá trình biến ý tưởng về Hubble thành hiện thực, bà thường được gọi là “mẹ đẻ của Kính viễn vọng Không gian Hubble”. Việc NASA đặt tên kính viễn vọng thế hệ mới theo bà thể hiện vai trò của Roman trong lịch sử quan sát không gian và trong sự phát triển của các chương trình thiên văn hiện đại.
Với Nancy Grace Roman, NASA không chỉ có thêm một công cụ săn tìm ngoại hành tinh. Đây còn là đài quan sát có khả năng thay đổi cách con người lập bản đồ vũ trụ, nghiên cứu những thành phần chưa được giải thích và chuẩn bị cho bước tiến gần hơn tới câu hỏi: liệu Trái đất có phải nơi duy nhất tồn tại sự sống hay không?
AI tạo hàng trăm kết quả toán học: Con người sẽ kiểm chứng ra sao?
Cảnh báo AI có thể đe dọa nhân loại trước năm 2030
Vì sao tua-bin gió gần như luôn dùng 3 cánh quạt?
AI giúp phát hiện ứng viên hành tinh từ dữ liệu 126.000 ngôi sao
Bill Gates từng nói gì về thuế tài sản và 200 tỷ USD từ thiện?
Nga phát triển hợp kim có thể tự lấp đầy vết nứt
1 in 8 Billion: Khi AI mô phỏng cuộc đời không thể tự chọn
