Nhật Bản phóng tàu MMX lấy mẫu vật từ Phobos: sứ mệnh đầu tiên trên thế giới chinh phục “ngọn núi chưa ai leo” của Hệ Mặt Trời

Kể từ thập niên 1960, hàng chục sứ mệnh đã được gửi tới Sao Hỏa, nhưng hai mặt trăng của nó gần như vẫn là bí ẩn. Theo Giám đốc dự án MMX Yasuhiro Kawakatsu, mẫu vật từ Phobos sẽ cung cấp dữ liệu hữu ích để các nhà khoa học cân nhắc dùng một mặt trăng Sao Hỏa làm căn cứ cho chuyến thám hiểm có người lái trong tương lai.

*“Chúng được coi là những ngọn núi chưa ai chinh phục quan trọng nhất trong Hệ Mặt Trời.” — Yasuhiro Kawakatsu*

Nhật Bản dẫn dắt sứ mệnh quốc tế này, với sự hỗ trợ về thiết bị và liên lạc từ NASA cùng các cơ quan vũ trụ khác. Đây cũng là bước tiếp nối truyền thống lấy mẫu của Nhật Bản sau hai sứ mệnh Hayabusa đưa mẫu tiểu hành tinh về Trái Đất năm 2010 và 2020.

Phobos và Deimos mang tên các nhân vật thần thoại Hy Lạp hiện thân cho nỗi sợ hãi và kinh hoàng, con trai của thần chiến tranh Ares, tức thần Mars của người La Mã. Nhiều nỗ lực của Nga nhằm đáp xuống Phobos, trong đó có lần năm 2011, đều thất bại.

Câu hỏi then chốt là chúng hình thành thế nào: một số nhà khoa học cho rằng đó là mảnh vỡ sau khi một thiên thể lớn va vào Sao Hỏa, số khác lại cho rằng chúng là tiểu hành tinh bị hút vào quỹ đạo.

Phobos được chọn vì nằm gần Sao Hỏa hơn Deimos, nên có thể lưu giữ nhiều thông tin hơn về hành tinh mẹ; JAXA ước tính vật chất từ Sao Hỏa chiếm khoảng 0,1% mẫu vật thu được. Với đường kính khoảng 20–30 km, Phobos quay quanh Sao Hỏa ở khoảng cách chừng 6.000 km, ba vòng mỗi ngày. Vì hai mặt trăng được cho là có chung nguồn gốc, sứ mệnh cũng sẽ bay ngang và quan sát Deimos.

*“Chúng tôi gần như chắc chắn có thể đi đến kết luận bằng cách phân tích mẫu đất từ Phobos.” — Kiyoshi Kuramoto*

Dù Sao Hỏa cách Trái Đất khoảng 55 triệu km ở điểm gần nhất, quãng đường bay thực tế sẽ lên tới 500–600 triệu km. MMX nặng khoảng 5 tấn, gồm ba mô-đun đẩy, thám hiểm và quay về, trong đó chỉ mô-đun thứ ba trở lại Trái Đất cùng khoang chứa mẫu. Lộ trình chính của sứ mệnh:

Tàu mang theo 13 thiết bị khoa học, gồm xe tự hành Idefix do Pháp và Đức cùng phát triển, thiết bị lấy mẫu và máy đo tia gamma của NASA, thiết bị liên lạc không gian sâu của ESA, cùng một máy theo dõi bức xạ của Nhật Bản nhằm thu thập dữ liệu phục vụ các chuyến thám hiểm Sao Hỏa có người lái trong tương lai.

JAXA đặt mục tiêu thu ít nhất 10 gram đất qua hai lần lấy mẫu bằng phương pháp của Mỹ và Nhật Bản. Thiết bị của NASA dùng khí nén thổi bụi bề mặt vào hộp chứa, còn phương pháp khoan lõi của JAXA lấy mẫu ở độ sâu khoảng 2 cm. Các nhà khoa học cho rằng lấy mẫu ở nhiều vị trí sẽ tăng cơ hội tìm thấy dấu vết sự sống vi sinh vật cổ xưa có nguồn gốc từ Sao Hỏa.

Lực hấp dẫn trên Phobos chỉ bằng khoảng một phần hai nghìn so với Trái Đất, khiến việc đáp xuống bề mặt đầy hố va chạm trở thành thử thách lớn. Tàu phải chọn một địa điểm tương đối bằng phẳng dựa trên dữ liệu địa hình do xe tự hành cung cấp, rồi hoàn tất việc lấy mẫu trong vòng hai giờ.

Để hạn chế bị nảy lên khi tiếp đất, mô-đun thám hiểm được trang bị bốn chân đáp có khả năng giảm chấn. Xe tự hành Idefix có bánh xe bám được trong điều kiện trọng lực thấp, có thể tự lật lại khi bị đổ và di chuyển “với tốc độ của ốc sên”, theo JAXA.