Hai tàu thăm dò ESCAPADE của NASA sẽ lần lượt bay áp sát Trái Đất vào ngày 7 và 9-11, kết hợp lực hấp dẫn của Trái Đất với động cơ đẩy để tăng tốc và chuyển hướng đến Sao Hỏa. Đây là lần đầu tiên một sứ mệnh hướng đến hành tinh đỏ thực hiện thành công kỹ thuật bay ngang có kích hoạt động cơ, còn gọi là thao tác Oberth.
Theo NASA, tàu đầu tiên dự kiến tiếp cận Trái Đất gần nhất và kích hoạt động cơ lúc khoảng 5 giờ sáng ngày 7-11 (giờ miền Đông nước Mỹ). Tàu thứ hai thực hiện thao tác tương tự hai ngày sau, khoảng 6 giờ sáng ngày 9-11.
Khi bay gần Trái Đất, lực hấp dẫn của hành tinh sẽ giúp mỗi tàu tăng tốc và đổi hướng. Tại thời điểm tiếp cận gần nhất, hai tàu lần lượt kích hoạt động cơ trong khoảng 9 phút để thực hiện thao tác đưa tàu vào quỹ đạo chuyển tiếp đến Sao Hỏa. NASA cho biết mỗi lần đốt động cơ sẽ giúp tàu tăng tốc hơn 1.600 km/giờ. Vận tốc tăng từ khoảng 10,1 km/giây lên 10,8 km/giây.
Sau khi hoàn tất các thao tác, hai tàu sẽ tiếp tục hành trình khoảng 10 tháng trước khi đến Sao Hỏa, lần lượt vào ngày 7 và 9-9-2027.
Lộ trình khác thường đến Sao Hỏa
ESCAPADE (viết tắt của Escape and Plasma Acceleration and Dynamics Explorers) gồm hai tàu thăm dò được phóng vào tháng 11-2025. Thay vì bay thẳng đến Sao Hỏa, chúng thực hiện một lộ trình khác thường: di chuyển theo quỹ đạo vòng quanh điểm Lagrange 2 (nằm cách Trái Đất khoảng 1,5 triệu km) của hệ Mặt Trời – Trái Đất, sau đó quay trở lại gần Trái Đất để tận dụng lực hấp dẫn của hành tinh này.
Thông thường, các sứ mệnh đến Sao Hỏa được phóng vào thời điểm hai hành tinh nằm ở vị trí thuận lợi trên quỹ đạo, điều chỉ xảy ra khoảng 26 tháng một lần. Cách bố trí này giúp rút ngắn hành trình và tiết kiệm nhiên liệu. Tuy nhiên, khi ESCAPADE khởi hành vào tháng 11-2025, Trái Đất và Sao Hỏa nằm ở hai phía đối diện của Mặt Trời.
NASA lựa chọn phương án đưa hai tàu bay vòng qua điểm Lagrange 2, rồi quay lại Trái Đất vào thời điểm hai hành tinh trở lại vị trí thuận lợi. Nhờ đó, chúng có thể tận dụng lực hấp dẫn Trái Đất kết hợp với việc kích hoạt động cơ để chuyển hướng đến Sao Hỏa.
Thao tác Oberth tận dụng việc kích hoạt động cơ tại thời điểm tàu di chuyển với tốc độ cao trong trường hấp dẫn mạnh, giúp tăng hiệu quả của lực đẩy. Một số tàu vũ trụ từng sử dụng lực hấp dẫn Trái Đất để đổi hướng đến các điểm đến khác trong hệ Mặt Trời, nhưng NASA cho biết chưa có tàu nào trong số các sứ mệnh hướng đến Sao Hỏa thực hiện thành công thao tác bay ngang có kích hoạt động cơ này.
Lộ trình vòng qua điểm Lagrange 2 cũng giúp ESCAPADE thu thập thêm dữ liệu khoa học. Trong quá trình di chuyển, hai tàu đã bay qua vùng xa của đuôi từ quyển Trái Đất, khu vực từ trường bị gió Mặt Trời kéo dài về phía đối diện Mặt Trời. Theo nhóm nghiên cứu, chưa có tàu vũ trụ nào trực tiếp khảo sát khu vực này trước đó. Các thiết bị trên ESCAPADE đã ghi nhận một số cấu trúc và hoạt động đáng chú ý, dự kiến được công bố trong thời gian tới.
Khảo sát tương tác giữa gió Mặt Trời và Sao Hỏa
Khi đến Sao Hỏa, ESCAPADE sẽ trở thành sứ mệnh đầu tiên sử dụng nhiều tàu bay theo đội hình quanh hành tinh này. Hai tàu sẽ nghiên cứu cách gió Mặt Trời tương tác với môi trường Sao Hỏa và góp phần làm thất thoát khí quyển của hành tinh.
Gió Mặt Trời là dòng hạt mang điện liên tục phát ra từ Mặt Trời, có thể tác động đến từ trường và khí quyển của các hành tinh. Việc theo dõi quá trình tương tác này sẽ giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn cơ chế khiến Sao Hỏa mất dần khí quyển, qua đó cung cấp thêm dữ liệu về quá trình biến đổi môi trường hành tinh.
Mỗi tàu ESCAPADE có kích thước tương đương một chiếc tủ lạnh thông thường. Trong đợt bay ngang ngày 7 và 9-11, chúng sẽ tiếp cận Trái Đất ở độ cao khoảng 965-1.770 km so với bề mặt, cao hơn quỹ đạo của phần lớn vệ tinh đang hoạt động quanh hành tinh.
NASA cho biết người quan sát tại một số khu vực có thể phát hiện hai tàu bằng kính thiên văn, dù chúng chỉ hiện lên như những điểm sáng mờ di chuyển giữa các ngôi sao. Các tàu sẽ kích hoạt động cơ khi bay qua khu vực phía nam nước Úc. Sau thao tác này, nhóm điều hành sứ mệnh sẽ đánh giá quỹ đạo và thực hiện những lần điều chỉnh cần thiết trong hành trình đến Sao Hỏa để bảo đảm hai tàu đến đúng vị trí dự kiến vào tháng 9-2027.
Ảnh minh họa hai tàu ESCAPADE bay ngang Trái Đất. Ảnh: NASA
Ảnh minh họa hai tàu ESCAPADE tiến gần Sao Hỏa. Ảnh: NASA
