Những chuyến bay lên sao Kim trong lịch sử loài người

Sao Kim đã từng được con người “viếng thăm” khá nhiều vào đầu kỷ nguyên khám phá vũ trụ, nhưng những năm gần đây, hành tinh này lại gần như bị con người bỏ rơi.

Kết xuất đồ họa tàu vũ trụ Pioneer Venus 2 của NASA và bốn tàu thám hiểm trong khí quyển trong dự án thám hiểm sao Kim năm 1978.

Nhà thiên văn học nổi tiếng người Mỹ Carl Sagan đã từng nói rằng sao Kim là hành tinh trong hệ mặt trời của chúng ta giống với địa ngục nhất. Vậy thì khi nào con người sẽ quay trở lại hành tinh này?

Ngày 14/9 vừa qua, các nhà thiên văn học công bố phát hiện ra một hóa chất trong các đám mây của sao Kim, chất phosphine, có thể là dấu hiệu của sự sống. Điều này khiến cho một số nhà khoa học hành tinh tò mò muốn quay trở lại hành tinh thứ hai này của hệ mặt trời, nhất là những nhà khoa học cho rằng lâu nay sao Kim đã bị “lu mờ” trước sao Hỏa và các đích đến khác thu hút sự quan tâm của con người hơn.

Nhà khoa học hành tinh của Trường đại học Bắc Caroline, ông Paul Byrne nói rằng “nếu hành tinh này đang hoạt động và tạo ra phosphine và có một thứ gì đó tạo ra phosphine trong khí quyển sao Kim thì nhờ Chúa toàn năng, hãy quên ngay sao Hỏa vô nghĩa đi. Chúng ta cần ngay một con tàu đổ bộ, một vệ tinh, chúng ta cần một chương trình dành cho sao Kim”.

Đến thăm sao Kim không phải là việc dễ dàng. Khí quyển giàu carbon dioxide của nó đậm đặc gấp 90 lần so với khí quyển Trái Đất, và nhiệt độ bề mặt của nó vào khoảng 426 0C. Áp suất bề mặt ở đây đủ mạnh để nghiền nát một số tàu ngầm.

Nhưng những điều đó không thể ngăn cản con người có các chương trình chinh phục hành tinh này. Đã có khoảng 40 tàu vũ trụ không người lái được phóng đi từ Trái Đất nhằm mục đích viếng thăm sao Kim. Dưới đây là những điểm sáng trong toàn bộ hành trình của con người lên hành tinh này, cũng như viễn cảnh của một lần sớm trở lại đó để tìm hiểu cái gì đã xảy ra trong những đám mây của sao Kim.

Những vị khách của sao Kim đến từ Liên bang Xô Viết

Năm 1961, chương trình vũ trụ Xô Viết bắt đầu thử khám phá sao Kim. Trong những thập kỷ sau đó, quốc gia này đã phóng hàng chục tàu vũ trụ hướng về nơi mà đôi khi người ta gọi là “người anh em sinh đôi của Trái Đất”. Mặc dù khởi đầu với nhiều chuyến bay thất bại, nhưng Liên Xô vẫn là nước đầu tiên có tàu vũ trụ hạ cánh được xuống một nơi khác ngoài Trái Đất, và không lâu sau đó họ cũng trở thành nước đầu tiên chụp được ảnh từ bề mặt của một hành tinh khác. Những thành tựu khoa học kỹ thuật của họ thật đáng khâm phục cho đến tận ngày nay.

Sau khi chứng kiến con tàu đầu tiên bị đè bẹp dí trong khí quyển sao Kim như chúng ta đập bẹp những chiếc vỏ lon thiếc, Liên Xô nhận ra áp suất trên sao Kim khủng khiếp đến mức nào. Rút kinh nghiệm từ lần thử nghiệm thất bại này, họ đã chế tạo một con tàu bằng kim loại nặng 5 tấn có thể chống chịu được áp suất trên sao Kim, cho dù con tàu chỉ chịu đựng được trong vòng 1 giờ.

Hình ảnh bề mặt sao Kim do tàu đổ bộ Venera 14 của Liên Xô chụp vào năm 1982.

Một hình ảnh khác do tàu Venera chụp. Con tàu đổ bộ này chỉ tồn tại được 57 phút trên bề mặt nóng 465 độ C và áp suất lớn gấp 94 lần áp suất trên Trái Đất.

Năm 1967, tàu Venera 4 trở thành con tàu đầu tiên đo được áp suất của một hành tinh khác. Nó phát hiện ra lượng carbon dioxide rất lớn là nguyên nhân gây ra hiệu ứng nhà kính trường kỳ trên sao Kim.

Sau đó, vào năm 1975, tàu Venera 9 trở thành con tàu đầu tiên chụp được ảnh từ bề mặt một hành tinh khác. Thế giới loài người đã chính thức “gặp mặt” sao Kim. Những hình ảnh mà Venera 9 và các con tàu sau nó gửi về cho thấy đây là một hành tinh có một không hai: địa hình đứt gãy bên dưới ánh sáng màu xanh neon mờ mờ nhạt nhạt. Hành tinh mà chúng ta tưởng được bao phủ bởi các đại dương và na ná như Trái Đất của chúng ta hóa ra lại là một thế giới xa lạ với những cơn mưa độc hại.

Các chuyến bay mang tên Venera sau đó còn kéo dài sang tận những năm 80 của thế kỷ trước đã giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về các quá trình địa chất của sao Kim. Venera 11 và 12 đều phát hiện ra ở đây có rất nhiều sấm và sét. Venera 13 và 14 đều được trang bị micro để ghi âm trong quá trình tàu hạ cánh xuống bề mặt sao Kim. Như vậy đây cũng là lần đầu tiên con người thu được âm thanh ở một hành tinh khác.

Năm 1985, Liên bang Xô Viết kết thúc công cuộc thám hiểm sao Kim bằng tàu vũ trụ đôi Vega, mỗi con tàu đơn rải những khinh khí cầu khổng lồ mang theo nhiều thiết bị khoa học để thí nghiệm khả năng những tàu thám hiểm có thể trôi nổi trong những đám mây ở đây hay không.

Càng về cuối cuộc Chiến tranh Lạnh, chương trình vũ trụ Xô Viết càng chậm lại và rồi họ dừng hẳn các con tàu lên sao Kim. Mặc dù chương trình vũ trụ của Nga đã bàn đến việc thám hiểm sao Kim trong tương lai, nhưng chưa có gì trở thành hiện thực.

NASA cũng chú trọng đến sao Kim

Hình ảnh tổng thể bề mặt sao Kim thu thập chủ yếu từ dữ liệu do tàu Magellan cung cấp vào năm 1991.

Mặc dù nước Mỹ luôn đặt sao Hỏa lên vị trí hàng đầu trong công cuộc nghiên cứu vũ trụ nhưng từ những năm 60 và 70 của thế kỷ trước, quốc gia này đã có chương trình Mariner và chương trình Pioneer dành cho sao Kim.

Mariner 2 là tàu vũ trụ của Mỹ đầu tiên hướng về sao Kim vào năm 1962. Con tàu phát hiện ra rằng càng ở những đám mây cao hơn, nhiệt độ càng giảm, ngược lại càng gần bề mặt sao Kim càng nóng, và trên bề mặt thì nóng khủng khiếp.

Năm 1978, chương trình Pioneer đã giúp các nhà nghiên cứu có cái nhìn rõ hơn về sao Kim. Một trong hai vệ tinh nhân tạo đầu tiên bay quanh hành tinh này trong gần 14 năm đã khám phá ra nhiều điều bí ẩn trong khí quyển sao Kim. Vệ tinh này còn quan sát thấy bề mặt nơi đây bằng phẳng hơn Trái Đất, và sao Kim có rất ít hoặc gần như là không có từ trường. Một loạt các con tàu thám hiểm sau đó cũng thuộc chương trình Pioneer đã bay vào khí quyển sao Kim, thu thập thông tin về cấu trúc mây và nhiều dữ liệu radar về bề mặt hành tinh này.

Tàu Magellan của NASA đã bay vào quỹ đạo quanh sao Kim vào năm 1990 và dành 4 năm để vẽ bản đồ bề mặt cũng như tìm kiếm bằng chứng của kiến tạo mảng trên sao Kim. Con tàu đã phát hiện ra rằng gần 85% bề mặt sao Kim được bao phủ bởi các dòng dung nham đã ngừng hoạt động, ẩn chứa khả năng hoạt động mạnh của núi lửa xưa kia cũng như hiện tại. Đây cũng là con tàu cuối cùng của Mỹ thám hiểm sao Kim.

Những vị khách khác đến sao Kim

Năm 2005, Cơ quan Vũ trụ châu Âu đã phóng tàu Venus Express bay vào quỹ đạo quanh sao Kim trong vòng 8 năm. Con tàu đã quan sát thấy dường như các hoạt động địa chất vẫn đang xảy ra trên hành tinh này.

Hiện nay, vị khách duy nhất của sao Kim đến từ Trái Đất là tàu Akatsuki do Nhật Bản phóng vào năm 2010. Khi đó con tàu đã bị lỗi khởi động động cơ khi nó bắt đầu đi vào quỹ đạo nên không thể hoàn thành nhiệm vụ “gặp gỡ” sao Kim như dự kiến. Sau đó, vào năm 2015, nó đã được điều khiển để đi đúng quỹ đạo và bắt đầu tìm hiểu hành tinh này.

Kể từ đó đến nay, các nhà khoa học đã thay đổi cách nhìn về “người anh em song sinh” của Trái Đất. Trong quá trình nghiên cứu vật lý của các lớp mây dày đặc của sao Kim, tàu Akatsuki đã phát hiện ra những đợt ngắt quãng gió ở đây chính là những đợt sóng trọng lực, cũng như các dòng tia xích đạo trong khí quyển sao Kim.

Một hình ảnh mặt tối của sao Kim do tàu Akasuki chụp vào năm 2016.

Tiếp theo sẽ là ai?

Nhiều chương trình dự án về việc quay trở lại sao Kim đã được đề xuất, và một số cơ quan vũ trụ đã công bố tham vọng thám hiểm hành tinh này. Nhưng khó có thể nói được ai sẽ là vị khách tiếp theo của sao Kim.

Cơ quan vũ trụ của Ấn Độ đã đề xuất một kế hoạch mang tên Shukrayaan-1. Đây sẽ là một con tàu bay trên quỹ đạo quanh sao Kim và cơ bản tập trung vào đặc điểm hóa học của khí quyển.

Ông Peter Beck, nhà sáng lập của Rocket Lab, một công ty tư nhân ở New Zealand đã từng phóng hàng chục tên lửa vào vũ trụ, mới đây cũng cho biết ý định phóng một vệ tinh nhỏ lên hành tinh này.

Trong thập kỷ qua, NASA cũng đã xem xét một số đề xuất thám hiểm sao Kim, trong đó có hai đề xuất vào năm 2017 dự kiến là hoạt động kết thúc cho chương trình Khám phá của NASA. Chương trình Khám phá đã từng gửi các tàu thám hiểm lên Mặt Trăng, sao Hỏa, sao Thủy và một số điểm đến khác. Nhưng sau đó cơ quan này đã lựa chọn ưu tiên cho hai hoạt động liên quan đến các tiểu hành tinh.

Cũng trong năm 2017, trong cuộc chạy đua ở Mặt trận Mới với quy mô lớn hơn và tốn kém hơn, NASA đã xem xét dự án “Điều tra Cấu tạo nội vi sao Kim” dự kiến đưa hai tàu đổ bộ lên bề mặt sao Kim, nhưng rồi dự án này đã bị bỏ qua để ưu tiên cho dự án Dragonfly, một dự án sẽ đưa tàu chạy bằng năng lượng plutonium lên vệ tinh Titan của sao Thổ.

Mặc dù vậy, NASA đã chi tiền cho một số công nghệ cần thiết cho dự án “Điều tra Cấu tạo nội vi sao Kim”. Cơ quan này sẽ xem xét triển khai một dự án sao Kim trong đợt tới của Chương trình Khám phá. Dự kiến hai con tàu bay lên sao Kim sẽ có tên DAVINCI và VERITAS. Hiện nay NASA đang cân nhắc chọn hai tàu này hay hai con tàu khác phóng lên vệ tinh Triton của sao Hải Vương và vệ tinh núi lửa Io của sao Mộc.