Tàu vũ trụ Mars Odyssey của NASA đã hoạt động lâu đến mức có thể thuê ô tô mà không mất bất kỳ khoản phí nào. Tàu vũ trụ đến Hành tinh Đỏ vào ngày 24 tháng 10 năm 2001. Nó cùng với người anh em 20 tuổi của mình, Tàu quỹ đạo trinh sát sao Hỏa (MRO), đã hoạt động lâu hơn bất kỳ ai theo dõi vụ phóng của chúng có thể mơ ước.

Việc có được một hồ sơ quan sát dài như vậy từ phía trên bề mặt sao Hỏa đã viết lại câu chuyện về nước trên hành tinh này, cả trong quá khứ và hiện tại. Việc giữ cho các quỹ đạo khô cằn hoạt động lâu như vậy chỉ có thể thực hiện được nhờ vào kỹ thuật tuyệt vời và khả năng giải quyết vấn đề liên tục—và một chút may mắn. Nhưng các nhà khoa học tự hỏi liệu Odyssey và MRO có phải là những di sản cuối cùng thuộc loại này hay không, ít nhất là đối với Hành tinh Đỏ.

Briony Horgan, một nhà khoa học hành tinh tại Đại học Purdue, người không liên kết với cả hai sứ mệnh, cho biết: “Cả Odyssey và MRO đều là một trong những tàu vũ trụ hiệu quả nhất từng tồn tại”. Ví dụ, những quan sát của Odyssey về băng trên hành tinh và khả năng của MRO trong việc nhìn thấy các đặc điểm bề mặt thay đổi theo thời gian đã mang lại cho các nhà khoa học cái nhìn sâu sắc chưa từng có về Sao Hỏa như một hành tinh sôi động chứ không phải là một khối đá. Odyssey và MRO cũng kết nối con người với mọi tàu thám hiểm của NASA, những thiết bị không thể liên lạc trực tiếp với Trái đất. Đó là một di sản ấn tượng đối với một cặp quỹ đạo chỉ tồn tại được vài năm.

Không gian là một môi trường nổi tiếng khắc nghiệt, cần có may mắn và khả năng phục hồi để tồn tại trong nhiều thập kỷ. Đặc biệt khó khăn là hàng loạt hạt năng lượng cao va vào máy móc; một đòn tấn công đủ mạnh vào một bộ máy đủ tinh vi có thể gây tử vong. Và trong khi các kỹ sư có thể theo dõi liên tục các vệ tinh quay quanh Trái đất, thì băng thông tới Sao Hỏa lại hạn chế hơn – tàu vũ trụ khoa học chỉ có thể kiểm tra một hoặc hai lần một tuần, Rob Lillis, nhà vật lý hành tinh và không gian tại Đại học California, Berkeley, người từng làm việc trên một loạt tàu quỹ đạo Sao Hỏa gần đây, cho biết.

Ông nói: “Một chiếc máy bay trên sao Hỏa phải có khả năng tự điều khiển.

Mất một nhạc cụ là điều tồi tệ, nhưng mất đi sức mạnh hoặc hệ thống máy tính có thể làm hỏng toàn bộ công việc. NASA thường tăng gấp đôi các bộ phận quan trọng của tàu vũ trụ để đảm bảo rằng nếu có sự cố quan trọng nào đó xảy ra, sứ mệnh có thể hết phụ tùng cho đến khi các kỹ sư có thể khắc phục sự cố.

Trong trường hợp của MRO, trớ trêu thay, một thách thức mà nó phải đối mặt là do sức mạnh bền bỉ của nó. Tàu quỹ đạo xác định vị trí và hướng chính xác của nó bằng cách so sánh những gì camera của nó nhìn thấy với tập bản đồ sao trên tàu—chỉ với một trục trặc. Paul Fieseler, kỹ sư tại Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA và là kỹ sư trưởng của MRO, cho biết: “MRO thực sự đã đủ tuổi để một số ngôi sao đó di chuyển trên bầu trời đêm – rất nhẹ, nhưng chúng đã di chuyển”. Những sai lệch nhỏ đã khiến tàu vũ trụ bối rối và năm ngoái, các kỹ sư đã phải gửi một bản đồ cập nhật để giúp MRO định hướng về tương lai.

Rủi ro lớn nhất của Odyssey lúc này chỉ đơn giản là hết nhiên liệu đẩy mà nó sử dụng để thực hiện những điều chỉnh nhỏ nhằm duy trì khả năng định hướng trong không gian. Tàu vũ trụ không có máy đo nhiên liệu – không có trọng lực để đẩy nhiên liệu xuống, không có thể tích để đo – vì vậy NASA không thể chắc chắn nó còn bao nhiêu nhiên liệu. Các kỹ sư đã ứng biến những cách mới để vận hành hoàn toàn tàu vũ trụ chỉ với một vài giọt mỗi lần nhằm kéo dài tuổi thọ của nó.

Các chuyên gia cho biết cả hai tàu vũ trụ đều được hưởng lợi từ những thất bại trong thời kỳ khét tiếng “nhanh hơn, tốt hơn, rẻ hơn” của NASA. Năm 1999, NASA đã mất hai sứ mệnh đến Sao Hỏa: Đầu tiên, Tàu quỹ đạo Khí hậu Sao Hỏa bốc cháy trong bầu khí quyển, và sau đó, chỉ vài tháng sau, Tàu đổ bộ Địa cực Sao Hỏa đã không thể đến được và lao thẳng xuống bề mặt. Các cuộc điều tra xác định rằng mỗi thảm họa đều được gây ra bởi những sai lầm bất cẩn ở những khu vực dành cho người đi bộ hơn. Đầu tiên là do thông tin sai lệch giữa hệ thống mặt đất dựa vào đơn vị đo lường Anh và hệ thống bay sử dụng hệ mét, trong khi thứ hai là do lỗi phần mềm không được phát hiện trong quá trình thử nghiệm.

Glen Havens, một kỹ sư tại JPL, đồng thời là giám đốc dự án và sứ mệnh của Mars Odyssey, cho biết: “Những thất bại đó đè nặng lên tâm trí của nhóm đang điều khiển tàu vũ trụ Odyssey”. Với những mất mát đó, NASA đã đầu tư nhiều hơn vào việc hoàn thiện tàu vũ trụ Odyssey và MRO trước khi phóng, thiết kế từng chiếc sao cho có khả năng phục hồi tốt nhất có thể và thử nghiệm mọi thành phần nhỏ cũng như mọi cấu hình hệ thống.

Một nguyên tắc quan trọng mà NASA gọi là “lợi nhuận”—tàu vũ trụ tương đương với việc mang theo một bữa ăn nhẹ để đề phòng.

Nilton Renno, kỹ sư hàng không vũ trụ tại Đại học Michigan, người chưa từng thực hiện cả hai nhiệm vụ, cho biết: “Những điều không mong đợi có thể xảy ra và bạn muốn đảm bảo rằng tàu vũ trụ sẽ sống sót”. MRO được phóng với pin lớn hơn và nhiều nhiên liệu đẩy hơn mức cần thiết, Fieseler lưu ý, và lợi nhuận đó hiện đang giúp sứ mệnh tiếp tục và NASA hy vọng sẽ vận hành nó trong một thập kỷ nữa.

Nhưng quay quanh sao Hỏa, sẽ khôn ngoan hơn nếu không coi bất cứ điều gì là hiển nhiên. Mới năm ngoái, NASA đã mất Khí quyển Sao Hỏa và Sự tiến hóa dễ bay hơi 11 tuổi — quỹ đạo Hành tinh Đỏ trẻ nhất của nó — sau khi tàu vũ trụ bất ngờ mất điện ở phía xa của hành tinh. Khi Odyssey và MRO tiếp tục già đi, các câu hỏi vẫn còn đó về những gì tàu quỹ đạo sao Hỏa sẽ tiếp theo cho NASA.

Cơ quan này đã thuê Blue Origin để chế tạo một vệ tinh liên lạc chuyên dụng để truyền các luồng dữ liệu về Trái đất trong ít nhất 5 năm – nhưng không giống như các tổ tiên của nó, vốn bắt đầu như những sứ mệnh khoa học trước khi chuyển sang hoạt động liên lạc, quỹ đạo này sẽ chỉ chuyển tiếp tín hiệu cho các tàu vũ trụ khác.

Chương trình khoa học sao Hỏa của NASA chỉ bao gồm các dự án tương đối hạn chế. Một sứ mệnh do Lillis dẫn đầu có hai tàu quỹ đạo hiện đang trên đường nghiên cứu cách hành tinh này phản ứng với dòng hạt tích điện liên tục chảy ra khỏi mặt trời. Nhưng ngay cả ông cũng gọi sứ mệnh này là “quá nhỏ để có thể thực hiện được khoa học tốt”. Sau đó, có Skyfall, bộ ba máy bay trực thăng nhỏ có ý định phóng lên tàu vũ trụ chạy bằng năng lượng hạt nhân đầu tiên chỉ trong vòng hai năm — một mốc thời gian nhanh đến kinh ngạc và thực hiện một sứ mệnh với khả năng trả lời tối thiểu các câu hỏi nghiên cứu khó hiểu.

Đối với các nhà khoa học, không có sáng kiến nào trong số này hoàn toàn dựa trên di sản của Odyssey và MRO và thậm chí có thể làm dấy lên nỗi ám ảnh về những thất bại khét tiếng của sao Hỏa trước đó. Horgan nói: “Chắc chắn là họ đang thúc đẩy nhanh hơn, rẻ hơn”. “Sẽ khó khăn hơn rất nhiều để thực hiện khoa học tốt trong môi trường đó.”

Bình luận

Quay lại đầu trang