Tin KH & CN Thế giới

Chương trình Venera của Liên Xô: Dẫn dắt cuộc đua thăm dò sao Kim (02/10/2020)

Tuần trước, các nhà khoa học Hoa Kỳ đã tìm thấy loại khí phosphine cho thấy manh mối của sự sống trong bầu khí quyển sao Kim và phát hiện này được người đứng đầu NASA gọi là “bước phát triển có ý nghĩa nhất” trong cuộc săn tìm sự sống ngoài Trái đất. Tuy vậy ít ai biết rằng không chỉ có Hoa Kỳ mà Liên Xô cũng đã tiêu tốn 30 năm cho công cuộc khám phá hành tinh gần Mặt trời này và có những thành tựu vượt trội chưa quốc gia nào thay thế được.

Tàu thăm dò Venera-1.

Các tàu thăm dò liên hành tinh Pioneer và Voyager mà Hoa Kỳ phóng lên để khám phá các hành tinh phía xa Mặt trời trong thập niên 1970 thường được ca ngợi là những dấu mốc lịch sử. Tương tự, thông tin cập nhật về các robot thám hiểm sao Hỏa, gồm tàu đổ bộ Viking và các xe tự hành Sojourner, Spirit, Opportunity, Curiosity của Hoa Kỳ luôn tràn ngập trên mặt báo, thậm chí được nhân cách hóa thành những câu chuyện sinh động.

Còn những sứ mệnh thám hiểm sao Kim đầy tham vọng của Liên Xô lại rơi vào quên lãng, Ngay từ buổi bình minh của kỷ nguyên không gian cuối thập niên 1950, người Liên Xô đã thiết kế và chế tạo một loạt các tàu thăm dò sao Kim. Và trong gần 30 năm, họ đã chế tạo và phóng các tàu liên hành tinh lên sao Kim trong chương trình Venera (tên tiếng Nga của sao Kim) – đây thực sự là kỳ công ấn tượng, ngay cả theo tiêu chuẩn ngày nay.

Kỳ công ấn tượng

Đầu thập niên 1960, Chiến tranh Lạnh đang ở cao trào và cuộc đua không gian cũng đang quyết liệt. Người Liên Xô háo hức đạt được càng nhiều danh hiệu “đầu tiên“ càng tốt trong tất cả các lĩnh vực thám hiểm vũ trụ. Vào thời điểm đó, tên lửa của họ đạt sức đẩy tốt hơn của Hoa Kỳ, cho phép họ chế tạo và phóng các tàu vũ trụ lớn hơn, cả có người lái và không người lái. Với tên lửa đẩy bốn tầng và hệ thống đo đạc tầm xa tiên tiến, Liên Xô có thể thực hiện sứ mệnh đến các hành tinh khó tiếp cận gần Mặt trời.

Hình ảnh sao Kim dựa trên dữ liệu từ 2 sứ mệnh sao Kim của NASA và từ tàu vũ trụ Venera của Liên Xô.

Venera-1, tàu thăm dò đầu tiên trong chuỗi sứ mệnh sao Kim của Liên Xô, nặng 1,400 pound (so với khối lượng chỉ 184 pound của Sputnik, vệ tinh nhân tạo đầu tiên). Hơi giống người máy Dalek trong bộ phim nổi tiếng Doctor Who, tàu Venera-1 được ổn định quay và mang các thiết bị bao gồm máy đo từ trường, máy đếm Geiger và máy dò vi thiên thạch. Và giống như nhiều thiết bị kế nhiệm, bên trong tàu được điều áp ở mức hơn 1 atm một chút bằng khí ni-tơ, giúp các thiết bị hoạt động ổn định.

Tuy nhiên, phiên bản đầu tiên không thể ra khỏi quỹ đạo Trái đất. Nỗ lực lần hai, diễn ra ngày 12/2/1961, thất bại trên đường đến sao Kim, mặc dù nó chỉ còn cách đích khoảng 62,000 dặm (100,000 km).

Venera-2, rất giống Venera-1, được chế tạo để bay ngang qua sao Kim, ghi lại thông tin và truyền về Trái đất. Tàu thăm dò đã tiếp cận gần sao Kim ở khoảng cách khoảng 15,000 dặm (24,000 km), nhưng bị quá nhiệt và không nghe tăm hơi gì nữa.

Liên Xô thiết kế bốn tàu thăm dò Venera tiếp theo, được đánh số từ 3 đến 6, nhằm nghiên cứu kỹ hơn bầu khí quyển của hành tinh địa ngục này. Khối lượng mỗi tàu cỡ khoảng 2,000 pound (900kg), mang các thiết bị kèm theo kén có thể tách rời (module đổ bộ) cũng được trang bị riêng gồm áp kế, máy đo độ cao bằng radar, máy phân tích khí và nhiệt kế. Tuy nhiên, không phải tất cả các cuộc thăm dò đều thành công.

Venera-3 đã lao đầu xuống bề mặt sao Kim thay vì đổ bộ như dự tính, khiến nó trở thành tàu vũ trụ đầu tiên đâm vào hành tinh khác, vào ngày 1/3/1966.

Venera-4 tiến hành đo đạc trong 90 phút khi nó từ từ hạ độ cao xuyên qua bầu khí quyển dày đặc của sao Kim vào ngày 18/10/1967. Nó đã phát hiện mức độ khí CO2 rất cao ở đây, cũng như sự không tồn tại của từ trường. Đúng như dự đoán, nó đã phải đối mặt với sức nóng và áp suất khủng khiếp của hành tinh này.

Cả Venera-5 và Venera-6 đều đạt được mức độ thành công tương tự, truyền dữ liệu trong hơn 50 phút trong khi chúng chầm chậm xuyên qua khí quyển sao Kim ngày 16/5 và 17/5/1969. Từ các dữ liệu về thành phần khí quyển, các tàu thăm dò đã giúp đưa ra kết luận rõ ràng rằng sao Kim rất khó có khả năng tổ chức sự sống: những niềm hy vọng lãng mạn về thiên đường sao Kim tiêu tan.

Xử lý thông tin trước chuyến bay của tàu Venera-7.

Venera-7 mang tham vọng lớn hơn với một module được thiết kế để hạ cánh nhẹ nhàng lên sao Kim, bao gồm các thành phần kiên cố hạng nặng có thể tồn tại trong thời gian ngắn trong điều kiện khắc nghiệt trên bề mặt sao Kim. Được phóng lên vào ngày 17/8/1970, tàu đã đổ bộ thành công lên bề mặt sao Kim ngày 15/12/1970. Sau khi dù được tách ra, nó đã rơi nhanh hơn dự kiến trong gần 30 phút, và tiếp đất ở vận tốc khá lớn, khoảng 38 dặm/giờ (61km/h).

Tưởng chừng sứ mệnh đã thất bại, nhưng Venera đã truyền được dữ liệu có ý nghĩa trong một khoảng thời gian ngắn. Nó đo được nhiệt độ bề mặt gần 900°F (475°C), tương đương với một lò nước pizza bằng gạch. Mặc dù cảm biến áp suất bị hư hại trong quá trình hạ độ cao, nhưng các nhà nghiên cứu có thể sử dụng các phép đo của nó để ước tính được áp suất bề mặt khoảng 92 bar, tương đương độ sâu nửa dặm dưới nước (900m).

Tem kỷ niệm sứ mệnh đổ bộ sao Kim của tàu thăm dò Venera 8 của Liên Xô năm 1972.

Venera-8 lặp lại phần lớn thành tích của sứ mệnh tiền nhiệm, mặc dù module đổ bộ không tách ra khi nó tiếp cận bề mặt sao Kim ngày 22/7/1972. Cảm biến trên Venera-8 xác thực lại áp suất khí quyển cũng như đo đạc mức độ ánh sáng xung quanh trên bề mặt, cho thấy các máy ảnh của các sứ mệnh tương lai có thể chụp được cảnh quang sao Kim.

Khảo sát chi tiết bề mặt sao Kim

Trong tất cả các sứ mệnh đến sao Kim của Liên Xô, Các tàu Venera-9 đến Venera-12, mỗi chiếc nặng khoảng 11,000 pound (5,000 kg), là những sứ mệnh đáng nhớ nhất, vì chúng mang theo máy ảnh.

Một số máy ảnh trên các tàu thăm dò sao Kim đã bị lỗi, thường là do nắp ống kính không thể bung ra. Nhưng dù sao, một vài chiếc khác đã chụp được và truyền những hình ảnh đầu tiên trực tiếp từ bề mặt hành tinh sao Kim.

Những bức ảnh chụp từ Venera-9 và Venera-10 thực sự đáng kinh ngạc vì độ sắc nét, rõ ràng, miêu tả cảnh quang khắc nghiệt đầy đá, trải xa tận chân trời. Máy ảnh cũng chụp được những góc cạnh của chính tàu đổ bộ, cho thấy thiết kế đặc trưng của Liên Xô.

Được Liên Xô phóng vào năm 1981, Venera-13 đã chụp ảnh được bề mặt sao Kim. Venera-13 chống chịu được khoảng 2 giờ trước nhiệt độ và áp suất khắc nghiệt ở đây.

Venera-13 và Venera-14, đều được phóng năm 1981, là phiên bản cao cấp hơn, mang theo tàu đổ bộ được trang bị các thiết bị âm thanh tinh vi có thể đo tốc độ gió trên sao Kim.

Venera-15 và Venera-16, mỗi chiếc nặng dưới 9,000 pound (4,100 kg), không mang theo tàu đổ bộ. Từ trên quỹ đạo, chúng dùng hệ thống hình ảnh radar tiên tiến để lập bản đồ bề mặt “phồng rộp” của sao Kim. Tàu thăm dò Pioneer-12 của Hoa Kỳ là tàu đầu tiên lập bản đồ sao Kim, nhưng chính tàu của Liên Xô đạt được độ phân giải tốt hơn, khoảng 1 dặm/pixel. Những hình ảnh có độ chi tiết tuyệt vời, cho thấy những vùng cảnh quang khắc nghiệt rộng lớn, với nhiều hố do va chạm, những gò cao ấn tượng và lòng chảo ngập dung nham.

Mô hình tàu Venera-13 và module đổ bộ (phía trước) được trưng bày tại Moscow.

Hoa Kỳ cũng ghi dấu ấn của mình trong các sứ mệnh khám phá sao Kim cực kỳ thành công là Pioneer-12 và Magellan, các tàu khác của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu và Nhật Bản gửi đi cũng góp phần tăng thêm hiểu biết của nhân loại về hành tính láng giềng. Tuy nhiên, chuỗi sứ mệnh liên tiếp của Liên Xô vẫn là chương trình thám hiểm sao Kim tích cực và bền bỉ nhất.

Gần đây, các nhà khoa học Anh-Mỹ đặt ra giả thuyết về sự sống trên sao Kim sau khi phát hiện khí phosphine, chất có thể được tạo thành thông qua hô hấp kỵ khí của vi khuẩn. Tuy nhiên, vẫn còn nhiều tranh cãi nghi ngờ độ tin cậy của các bằng chứng quan sát từ xa.

Là quốc gia duy nhất từng đổ bộ lên sao Kim, Tổng giám đốc Roscosmos, Cơ quan Vũ trụ của Liên bang Nga, tự tin tuyên bố: “Sao Kim là hành tinh của Nga”. Ít nhất cho đến hiện tại, điều này có vẻ không thay đổi.

Nguồn: tiasang.com.vn

Ngày cập nhật: 28/9/2020

https://tiasang.com.vn/khoa-hoc-cong-nghe/Chuong-trinh-Venera-cua-Lien-Xo-Dan-dat-cuoc-dua-tham-do-sao-Kim-25533