NASA và Lực lượng Không gian Mỹ đang chuẩn bị phóng một sứ mệnh mới nhằm nghiên cứu “dòng điện vòng” bí ẩn bao quanh Trái Đất, với mục tiêu giúp các nhà khoa học bảo vệ tốt hơn vệ tinh và hạ tầng điện trên mặt đất trước tác động của các hạt mang điện trong không gian.
Sứ mệnh mang tên STORIE, viết tắt của Storm Time O+ Ring Current Imaging Evolution, sẽ tìm hiểu chi tiết hơn về dòng điện vòng có hình dạng như chiếc bánh donut đang giữ các hạt mang điện xung quanh Trái Đất. Một trong những câu hỏi lớn mà sứ mệnh hướng tới là liệu các hạt này có nguồn gốc từ Mặt Trời hay từ chính khí quyển Trái Đất.
Alex Glocer, nhà nghiên cứu chính của STORIE tại Trung tâm Bay Không gian Goddard của NASA, cho biết trong một tuyên bố gần đây rằng các hạt này có tác động quan trọng đến thời tiết không gian. Các nhà khoa học đặc biệt quan tâm đến hiện tượng này trong bối cảnh chu kỳ hoạt động 11 năm của Mặt Trời đang bước vào giai đoạn cực đại.
STORIE dự kiến được phóng lên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) sớm nhất vào ngày 12-5 trong sứ mệnh tiếp tế thương mại CRS-34 của SpaceX.
NASA sẽ phối hợp với Lực lượng Không gian Mỹ đưa thiết bị này lên quỹ đạo như một phần của tải trọng Houston 11 thuộc Chương trình Thử nghiệm Không gian của Bộ Quốc phòng Mỹ.
Sau khi được cánh tay robot lắp đặt bên ngoài ISS bắt giữ, STORIE sẽ bắt đầu theo dõi nguồn gốc của các hạt mang điện bị mắc kẹt trong dòng điện vòng.
Mặt Trời liên tục phát ra dòng hạt mang điện dưới dạng gió Mặt Trời. Trong những giai đoạn hoạt động mạnh như bùng phát nhật hoa hoặc phun trào khối nhật hoa, lượng hạt này có thể tăng mạnh và gây ảnh hưởng đến môi trường không gian quanh Trái Đất.
NASA hiện vận hành nhiều tàu vũ trụ theo dõi Mặt Trời nhằm cải thiện khả năng dự báo thời tiết không gian. Các dự báo này giúp đơn vị vận hành vệ tinh bảo vệ thiết bị trên quỹ đạo, đồng thời hỗ trợ các cơ quan như Cơ quan Quản lý Khí quyển và Đại dương Quốc gia Mỹ (NOAA) cảnh báo công chúng về các rủi ro tiềm tàng.
Các dòng điện bất thường từ Mặt Trời có thể gây hư hỏng vệ tinh, lưới điện và nhiều hạ tầng quan trọng khác trên Trái Đất.
Tuy nhiên, STORIE sẽ đặc biệt tìm kiếm oxy trong dòng điện vòng vì sự hiện diện của nguyên tố này có thể cho thấy các hạt không đến từ Mặt Trời mà xuất phát từ khí quyển Trái Đất.
Sứ mệnh cũng sẽ theo dõi điều gì xảy ra khi các hạt mang điện dương bị mắc kẹt trong dòng điện vòng. Một số hạt có thể thoát ra ngoài sau khi thu nhận electron trong khí quyển Trái Đất và trở thành các hạt trung hòa năng lượng cao.
Khi không còn mang điện tích, các hạt này không còn bị từ trường Trái Đất giữ lại và có thể di chuyển theo bất kỳ hướng nào.
STORIE sẽ theo dõi tốc độ và hướng di chuyển của các hạt trung hòa này nhằm xác định nguồn gốc của dòng điện vòng.
Ngoài ra, sứ mệnh cũng sẽ nghiên cứu cách dòng hạt biến đổi trong các cơn bão Mặt Trời, tác động của chúng tới đường ống, lưới điện và bề mặt vệ tinh, cũng như khả năng khiến vệ tinh rơi khỏi quỹ đạo sớm hơn dự kiến do làm nóng tầng khí quyển trên cao.
Các sứ mệnh trước đây như IMAGE và TWINS từng nghiên cứu các nguyên tử trung hòa năng lượng cao, nhưng gặp hạn chế trong việc quan sát toàn bộ dòng điện vòng.
Nếu hoạt động đúng kế hoạch, STORIE sẽ quay quanh Trái Đất mỗi 90 phút để quan sát cấu trúc này từ mọi góc độ.
NASA cho biết sứ mệnh sẽ giúp cải thiện hiểu biết về cách Trái Đất phản ứng với bão Mặt Trời, nâng cao năng lực dự báo thời tiết không gian và giảm thiểu tác động đối với các công nghệ mà con người đang phụ thuộc.
Thiết bị STORIE của NASA tại cơ sở xử lý Trạm Vũ trụ của Trung tâm Vũ trụ Kennedy ở bang Florida. Ảnh: NASA
Mô phỏng tải trọng Houston 11, bao gồm STORIE, được gắn bên ngoài Trạm Vũ trụ Quốc tế. Ảnh: NASA
Dòng điện vòng là vùng hạt mang điện vô hình có hình bánh donut bao quanh Trái Đất (màu xanh dương), chồng lấn với vành đai bức xạ Van Allen bên ngoài (màu xanh lá). Những thay đổi trong dòng điện vòng có thể ảnh hưởng đến cách Trái Đất phản ứng với bão Mặt Trời và tác động đến công nghệ của con người. Ảnh: NASA
