SPHEREx, đài quan sát vật lý thiên văn mới nhất của NASA, đã được phóng lên hôm 11-3 cùng với loạt vệ tinh theo dõi gió Mặt Trời mang tên PUNCH trên tên lửa Falcon 9.
SPHEREx sẽ tạo ra một bản đồ ba chiều của vũ trụ, giúp khám phá lịch sử vũ trụ và các thành phần cấu tạo nên sự sống. Những quan sát của nó sẽ bổ sung cho các kính thiên văn như Hubble và Webb, cung cấp hiểu biết sâu hơn về cách các thiên hà hình thành và phát triển.
Trong khi đó, PUNCH sẽ nghiên cứu cách vành nhật hoa của Mặt Trời tạo ra gió Mặt Trời và ảnh hưởng của nó đến thời tiết không gian, có thể tác động đến Trái Đất. Thành công của lần phóng này đánh dấu bước khởi đầu cho những khám phá mang tính đột phá về nguồn gốc vũ trụ và ảnh hưởng của Mặt Trời đến không gian.
Một sứ mệnh kép: SPHEREx và PUNCH
SPHEREx, tên viết tắt của Spectro-Photometer for the History of the Universe, Epoch of Reionization, and Ices Explorer, được phóng cùng với PUNCH vào lúc 8:10 tối theo giờ Thái Bình Dương (PDT) ngày 11 tháng 3, tức 14h10 ngày 12-3 giờ Việt Nam, trên tên lửa SpaceX Falcon 9 từ Căn cứ Lực lượng Không gian Vandenberg ở California.
Cùng được phóng với SPHEREx trên Falcon 9 là bốn vệ tinh nhỏ thuộc sứ mệnh PUNCH (Polarimeter to Unify the Corona and Heliosphere) của NASA, được thiết kế để nghiên cứu cách bầu khí quyển ngoài của Mặt Trời biến đổi thành gió Mặt Trời – dòng hạt mang điện lan tỏa khắp hệ Mặt Trời.
“Mọi thứ trong khoa học của NASA đều có sự kết nối, và việc đưa cả SPHEREx và PUNCH lên bằng một tên lửa giúp tăng gấp đôi cơ hội thực hiện những nghiên cứu khoa học tuyệt vời trong không gian,” Nicky Fox, phó quản trị Ban Giám đốc Sứ mệnh Khoa học tại trụ sở NASA ở Washington, cho biết. “Chúc mừng cả hai đội ngũ khi họ cùng khám phá vũ trụ, từ những thiên hà xa xôi đến ngôi sao láng giềng của chúng ta. Tôi rất mong chờ dữ liệu sẽ gửi về trong những năm tới.”
SPHEREx hoạt động trong không gian
Các điều khiển viên mặt đất tại Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực (JPL) của NASA ở miền nam California, đơn vị quản lý SPHEREx, đã thiết lập liên lạc với đài quan sát SPHEREx không gian vào lúc 9:31 tối PDT. Đài quan sát này sẽ bắt đầu sứ mệnh chính kéo dài hai năm sau khoảng một tháng kiểm tra, trong đó các kỹ sư và nhà khoa học sẽ đảm bảo tàu hoạt động đúng như dự kiến.
“Việc đội ngũ SPHEREx xuất sắc của chúng tôi vẫn duy trì tiến độ của sứ mệnh này ngay cả khi các đám cháy rừng ở miền nam California tàn phá khu vực là minh chứng cho cam kết đáng kinh ngạc của họ trong việc nâng cao hiểu biết của nhân loại về vũ trụ,” Laurie Leshin, giám đốc NASA JPL, chia sẻ. “Chúng tôi đang háo hức chờ đợi những đột phá khoa học từ cuộc khảo sát toàn bầu trời của SPHEREx – bao gồm cả hiểu biết về cách vũ trụ hình thành và nơi các thành phần của sự sống cư trú.”
Các vệ tinh PUNCH bắt đầu sứ mệnh
Các vệ tinh PUNCH đã tách ra thành công khoảng 53 phút sau khi phóng, và các điều khiển viên mặt đất đã thiết lập liên lạc với cả bốn vệ tinh PUNCH. Hiện tại, PUNCH bắt đầu giai đoạn khởi động kéo dài 90 ngày, trong đó bốn vệ tinh sẽ di chuyển vào quỹ đạo chính xác, đồng thời các thiết bị sẽ được hiệu chỉnh để hoạt động như một “thiết bị ảo” trước khi các nhà khoa học bắt đầu phân tích hình ảnh của gió Mặt Trời.
Cả hai sứ mệnh đều được thiết kế để hoạt động trên quỹ đạo Trái Đất tầm thấp theo hướng đồng bộ với Mặt Trời, di chuyển theo ranh giới giữa ngày và đêm (còn gọi là đường phân cách sáng tối), đảm bảo Mặt Trời luôn nằm ở cùng một vị trí so với tàu vũ trụ. Điều này rất quan trọng để SPHEREx giữ cho kính thiên văn của nó không bị ánh sáng và nhiệt từ Mặt Trời làm gián đoạn quan sát, đồng thời giúp PUNCH có tầm nhìn rõ ràng theo mọi hướng quanh Mặt Trời.
Lập bản đồ vũ trụ trong không gian ba chiều
Để đạt được các mục tiêu khoa học rộng lớn của mình, SPHEREx sẽ tạo ra một bản đồ ba chiều của toàn bộ bầu trời thiên văn sáu tháng một lần, cung cấp góc nhìn tổng thể để bổ sung cho các kính thiên văn không gian quan sát những vùng nhỏ hơn của bầu trời với độ chi tiết cao hơn, chẳng hạn như hai kính viễn vọng không gian James Webb và Hubble của NASA.
Sứ mệnh này sẽ sử dụng kỹ thuật quang phổ để đo khoảng cách đến 450 triệu thiên hà trong vùng vũ trụ lân cận. Phân bố quy mô lớn của vùng vũ trụ đã bị ảnh hưởng tinh vi bởi một sự kiện diễn ra gần 14 tỷ năm trước được gọi là bùng nổ vũ trụ, khi vũ trụ giãn nở gấp một nghìn tỷ tỷ lần chỉ trong một phần giây ngay sau Vụ Nổ Lớn (Big Bang). SPHEREx cũng sẽ đo tổng lượng ánh sáng chung của tất cả các thiên hà trong vũ trụ, cung cấp những hiểu biết mới về cách các thiên hà hình thành và phát triển theo thời gian vũ trụ.
Tìm kiếm các thành phần cơ bản của sự sống
Quang phổ học cũng có thể tiết lộ thành phần của các vật thể vũ trụ, và SPHEREx sẽ khảo sát thiên hà của chúng ta để tìm các kho dự trữ nước đá và các phân tử khác như carbon dioxide – những thành phần thiết yếu cho sự sống như chúng ta biết.
“Các câu hỏi như ‘Chúng ta đến từ đâu?’ và ‘Chúng ta có đơn độc trong vũ trụ không?’ đã được con người đặt ra từ thuở sơ khai,” James Fanson, quản lý dự án SPHEREx tại JPL, nói. “Tôi thấy thật kỳ diệu khi chúng ta đang sống trong thời đại có đủ công cụ khoa học để thực sự bắt đầu tìm câu trả lời.”
Trong khi đó, sứ mệnh PUNCH của NASA sẽ thực hiện các quan sát ba chiều về hệ Mặt Trời bên trong và tầng khí quyển ngoài của Mặt Trời, vành nhật hoa, để tìm hiểu cách khối lượng và năng lượng của nó trở thành gió Mặt Trời – dòng hạt mang điện thổi ra từ Mặt Trời theo mọi hướng. Sứ mệnh này cũng sẽ nghiên cứu sự hình thành và phát triển của các hiện tượng thời tiết không gian như các vụ phun trào khối nhật hoa, có thể tạo ra các cơn bão bức xạ hạt năng lượng, gây nguy hiểm cho tàu vũ trụ và phi hành gia.
“Không gian giữa các hành tinh không phải là một khoảng trống hoàn toàn. Nó đầy rẫy gió Mặt Trời hỗn loạn quét qua Trái Đất,” Craig DeForest, điều tra viên chính của sứ mệnh tại Viện Nghiên cứu Tây Nam, cho biết. “Sứ mệnh PUNCH được thiết kế để trả lời những câu hỏi cơ bản về cách các ngôi sao như Mặt Trời của chúng ta tạo ra gió sao, cũng như cách chúng gây ra các hiện tượng thời tiết không gian nguy hiểm ngay tại Trái Đất.”
Sứ mệnh SPHEREx của NASA được quản lý bởi Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực (JPL) của NASA cho Ban Vật lý Thiên văn thuộc Ban Giám đốc Sứ mệnh Khoa học tại trụ sở NASA. Kính thiên văn và hệ thống tàu vũ trụ do BAE Systems (trước đây là Ball Aerospace) chế tạo.
Một nhóm các nhà khoa học từ 10 tổ chức ở Mỹ, hai tổ chức ở Hàn Quốc và một tổ chức ở Đài Loan sẽ phân tích dữ liệu do SPHEREx thu thập. Trung tâm IPAC tại Caltech, nơi cũng quản lý JPL cho NASA, sẽ xử lý và lưu trữ dữ liệu. Khi thu thập xong, dữ liệu SPHEREx sẽ được công khai thông qua Kho lưu trữ Khoa học Hồng ngoại NASA-IPAC.
Sứ mệnh PUNCH do Viện Nghiên cứu Tây Nam (SwRI) dẫn dắt, thiết kế và chế tạo bốn tàu vũ trụ cùng các thiết bị hình ảnh góc rộng tại trụ sở ở San Antonio, Texas. Thiết bị hình ảnh góc hẹp được phát triển bởi Phòng Thí nghiệm Nghiên cứu Hải quân tại Washington. PUNCH được vận hành từ văn phòng của SwRI ở Boulder, Colorado, và được quản lý bởi Văn phòng Chương trình Explorers của NASA tại Trung tâm Chuyến bay Không gian Goddard ở Greenbelt, Maryland.
Một tên lửa SpaceX Falcon 9, mang theo đài quan sát SPHEREx của NASA và các vệ tinh PUNCH, được phóng từ Tổ hợp Phóng Không gian 4 Đông tại Căn cứ Lực lượng Không gian Vandenberg, California, vào thứ Ba, ngày 11 tháng 3 năm 2025. SPHEREx sẽ sử dụng kính thiên văn của mình để thực hiện một cuộc khảo sát phổ rộng toàn bầu trời, tạo ra bản đồ ba chiều của bầu trời nhằm giúp các nhà khoa học điều tra nguồn gốc của vũ trụ.
Một vệt sáng thắp lên bầu trời khi tầng thứ nhất của tên lửa SpaceX Falcon 9 hạ cánh xuống Căn cứ Lực lượng Không gian Vandenberg, California, vào thứ Ba, ngày 11 tháng 3 năm 2025, sau khi phóng đài quan sát SPHEREx và các vệ tinh PUNCH của NASA.
