Tàu Voyager 1 không có động cơ nào đang hoạt động để đẩy nó về phía trước. Tốc độ hơn 61.000 km/giờ mà con tàu duy trì từ lần bay qua Sao Thổ năm 1980 là động lượng “mượn” từ các hành tinh mà nó lướt qua hơn 4 thập kỷ trước. Nhờ vào quán tính này, Voyager 1 dự kiến sẽ đạt khoảng cách tương đương một ngày ánh sáng với Trái Đất vào tháng 11 năm nay.
Tàu thăm dò này vẫn đang di chuyển vì được phóng vào một quỹ đạo tính toán cẩn thận, và quỹ đạo này tiếp tục được định hình bởi lực hấp dẫn của các hành tinh. Hầu hết chuyển động trong không gian sâu hiện nay là “di sản” từ những lần tiếp cận diễn ra khi Voyager 1 còn mới, bao gồm việc bay qua Sao Mộc năm 1979 và Sao Thổ năm 1980, tận dụng sự thẳng hàng độc đáo của các hành tinh ngoài hệ Mặt Trời. Điều này giúp cho sứ mệnh Voyager trở nên khả thi từ đầu.
Theo thông tin của NASA về Voyager 1, tàu bay qua Sao Mộc vào ngày 5/3/1979 và Sao Thổ vào ngày 12/11/1980. NASA cung cấp một thông số hữu ích để hình dung quy mô hiện tại của sứ mệnh: vào ngày 21/8/2024, Voyager 1 di chuyển với tốc độ 38.026,79 dặm/giờ (hơn 61.000 km) so với Mặt Trời. Đây không phải là một tốc độ do động cơ tạo ra theo cách thông thường. Voyager không “lái” xuyên qua không gian liên sao; nó đang trôi theo quán tính.
Động lượng cũ tiếp tục đưa tàu đi xa
Sứ mệnh Voyager được xây dựng dựa trên kỹ thuật hỗ trợ hấp dẫn. Theo lịch sử sứ mệnh hành tinh của NASA, sự thẳng hàng của các hành tinh ngoài hệ Mặt Trời vào cuối thập niên 1970 cho phép một tàu vũ trụ di chuyển từ hành tinh này sang hành tinh khác mà không cần các hệ thống đẩy lớn. Mỗi lần bay qua một hành tinh sẽ bẻ cong quỹ đạo và thay đổi vận tốc của tàu đủ để tiếp cận điểm đến tiếp theo, một kỹ thuật mà NASA gọi là hỗ trợ hấp dẫn.
Kỹ thuật này âm thầm đứng sau sự kéo dài tuổi thọ của Voyager. Các hành tinh không chỉ là mục tiêu để tàu chụp ảnh, mà còn là phần của hệ thống động lực cho sứ mệnh. Sao Mộc đã thay đổi quỹ đạo của Voyager 1, đưa con tàu hướng về Sao Thổ. Sau đó, Sao Thổ đẩy Voyager 1 theo quỹ đạo lên phía bắc, rời khỏi mặt phẳng hoàng đạo, nơi phần lớn các hành tinh quay quanh Mặt Trời.
Phòng Thí nghiệm Trực quan hóa Khoa học của NASA mô tả quá trình này bằng hình ảnh: sau cú hỗ trợ hấp dẫn khi bay qua Sao Thổ, Voyager 1 được đưa lên phía trên mặt phẳng của hệ Mặt Trời và tiếp tục bay ra ngoài. Từ “tiếp tục” ở đây rất quan trọng. Sau Sao Thổ, Voyager 1 không còn một hành tinh tiếp theo để tiếp cận; chuyến du hành qua các hành tinh của nó đã chuyển thành một quỹ đạo thoát ra ngoài.
Tuy nhiên, tàu vẫn trang bị các động cơ đẩy. Điều này cần phải được làm rõ, vì nói rằng “không có động cơ nào đang hoạt động” có thể khiến nhiều người hiểu sai. Các động cơ đẩy hydrazine nhỏ của Voyager được sử dụng để định hướng tàu, đặc biệt là giữ ăng-ten hướng về Trái Đất. Vào năm 2025, Phòng Thí nghiệm Sức đẩy Phản lực (JPL) của NASA giải thích rằng các tàu Voyager sử dụng những động cơ này để điều chỉnh nhẹ hướng lên xuống, trái phải và kiểm soát chuyển động lăn, qua đó duy trì khả năng gửi dữ liệu và nhận lệnh.
Các động cơ này không giúp Voyager tiến lên liên tục trong không gian sâu; chúng chỉ thực hiện những điều chỉnh nhỏ để duy trì hướng của tàu và liên lạc với Trái Đất. Chuyến đi ra ngoài hệ Mặt Trời của Voyager chỉ đơn giản là tiếp tục di chuyển theo quỹ đạo cũ khi không bị vật cản.
Khi tàu vũ trụ trở thành một chiếc đồng hồ
Tháng 11 năm nay, chuyển động quán tính sẽ đưa Voyager 1 đến một cột mốc mới. Theo cập nhật từ NASA, vào lúc 2 giờ 16 phút 7 giây sáng ngày 18/11/2026 theo giờ PST (GMT-8), Voyager 1 sẽ cách Trái Đất 16.094.799.096 dặm (khoảng 25,9 tỷ km), khoảng cách tương đương một ngày ánh sáng.
Con số này rất lớn để dễ hình dung. Một ngày ánh sáng có lẽ dễ hình dung hơn: điều này có nghĩa là một tín hiệu vô tuyến gửi từ Trái Đất sẽ mất 24 giờ để tới được tàu. Nếu Voyager lập tức gửi phản hồi, tín hiệu sẽ mất thêm 24 giờ để quay trở lại. Ở khoảng cách đó, trung tâm điều khiển không còn thực sự “trò chuyện” với một cỗ máy như cách thông thường. Các kỹ sư gửi lệnh hôm nay sẽ có thể nhận câu trả lời vào ngày hôm sau. Ngay cả một tín hiệu xác nhận đơn giản cũng có độ trễ giống thiên văn học hơn là kỹ thuật.
Đó chính là ý nghĩa sâu xa của cột mốc một ngày ánh sáng. Voyager 1 đã đi xa đến mức khoảng cách giữa tàu và Trái Đất được chuyển hóa thành thời gian vận hành.
Lần bay qua Sao Thổ chưa bao giờ thực sự kết thúc
Lần tiếp cận Sao Thổ của Voyager 1 diễn ra trong thời gian ngắn. Tàu đạt điểm gần hành tinh nhất vào ngày 12/11/1980, ở khoảng cách khoảng 78.000 dặm. Trong lần tiếp cận này, Voyager 1 đã nghiên cứu Sao Thổ, các vành đai và vệ tinh, đặc biệt là Titan – thiên thể có bầu khí quyển dày và là một trong những lý do quỹ đạo của Voyager 1 được chọn.
Tuy nhiên, xét về động lực học, lần bay qua Sao Thổ chưa bao giờ thực sự kết thúc. Cuộc gặp gỡ đó đã đưa Voyager 1 ra khỏi mặt phẳng quỹ đạo của các hành tinh và hướng ra xa Mặt Trời. Hơn 4 thập kỷ sau, chính quỹ đạo được thay đổi khi đó vẫn tiếp tục đưa con tàu ra ngoài.
Điều này là lý do Voyager khác biệt với hầu hết các cỗ máy khác. Một chiếc ô tô dừng lại khi không còn nhiên liệu được cung cấp cho động cơ, một chiếc máy bay hạ cánh khi hết kế hoạch bay, đường băng, không phận hoặc nhiên liệu. Nhưng chuyển động chính của Voyager không cần bất kỳ điều kiện nào trong số đó. Nó chỉ cần không va chạm với vật thể khác và quán tính tiếp tục tồn tại.
Hệ thống năng lượng của tàu lại là một câu chuyện khác. Các thiết bị khoa học, máy tính, hệ thống sưởi và máy phát vô tuyến phụ thuộc vào điện năng do các máy phát nhiệt điện đồng vị phóng xạ cung cấp. Lượng điện này đã giảm dần qua nhiều thập kỷ. Đội ngũ sứ mệnh đã phải tắt một số thiết bị và hệ thống sưởi để duy trì hoạt động của tàu. Tuy nhiên, thân tàu Voyager 1 sẽ tiếp tục bay rất lâu sau khi thiết bị khoa học cuối cùng im lặng.
Sự khác biệt giữa di chuyển và hoạt động
Sự khác biệt này rất quan trọng. Chuyển động của Voyager 1 trong không gian gần như được đảm bảo trong khung thời gian của con người. Hoạt động của con tàu thì mong manh hơn nhiều. Theo bản cập nhật tháng 4 năm 2026 của NASA, chỉ còn hai thiết bị khoa học của Voyager 1 vẫn hoạt động: từ kế và hệ thống sóng plasma. Các thiết bị khác đã được tắt để tiết kiệm điện hoặc do hiệu suất suy giảm. Con tàu vẫn hoạt động bên ngoài nhật quyển, nhưng sứ mệnh đang dần thu hẹp khi nguồn điện tiếp tục suy giảm.
Tuy nhiên, quỹ đạo của Voyager không cần một máy tính đang hoạt động. Ngay cả khi Voyager 1 im lặng vào ngày mai, con tàu cũng sẽ không dừng lại. Nó sẽ trở thành một vật thể nhân tạo tiếp tục di chuyển trên quỹ đạo rộng lớn hiện tại, với vận tốc mà nó đạt được trong những năm đầu tiên sau khi phóng.
Thành tựu kỹ thuật ở đây có hai phần. Thứ nhất là quỹ đạo: sử dụng lực hấp dẫn của các hành tinh để đưa một cỗ máy nhỏ vượt ra ngoài vùng ảnh hưởng của gió Mặt Trời. Thành tựu thứ hai là khả năng tồn tại: duy trì hướng, nguồn điện, và khả năng phản hồi của cỗ máy đủ lâu để Trái Đất chứng kiến nó đạt đến khoảng cách tính bằng ngày ánh sáng.
Đến tháng 11 năm 2026, tốc độ của Voyager 1 vẫn sẽ là thứ mà con tàu “mắc nợ” các hành tinh mà nó từng lướt qua trong một thời đại khác. Nó sẽ vượt qua một cột mốc được tạo thành từ khoảng cách và thời gian truyền tín hiệu – được động lượng vay mượn đưa vào một nơi mà ngay cả ánh sáng cũng cần trọn một ngày mới đuổi kịp.
Ảnh minh họa tàu Voyager 1 trong không gian liên sao. Ảnh: Space Daily
