Thiết kế của bộ phận hạ cánh sử dụng cho chuyến thám hiểm sao Hỏa lần này có vẻ ngoài tương tự như khoang tàu vũ trụ trong các sứ mệnh Apollo thám hiểm Mặt trăng những thập niên 1960-1970, theo CNN.
Bộ phận đáp có thiết kế hình nón, cùng phần đáy phẳng và nhẵn. Phần đáy của khoang tàu chính là giáp chống nhiệt, được thiết kế nhằm bảo vệ robot thám hiểm sao Hỏa vượt qua bầu khí quyền khá mỏng của "hành tinh đỏ".
Robot hạ cánh như thế nào?
Quá trình hạ cánh được đánh giá là phần thách thức hàng đầu của sứ mệnh gửi tàu thám hiểm đến hành tinh thứ tư trong Thái Dương hệ. Khoang đáp sau khi rời khỏi hệ thống du hành không gian phải vượt qua bầu khí quyển nhiều biến động.
Theo các nhà khoa học, khoang chứa robot thám hiểm sao Hỏa bay xuyên qua bầu khí quyển với vận tốc ban đầu hơn 19.700 km/h. Góc rơi của khoang tàu phải đạt chính xác 12 độ. Nếu góc thấp hơn, robot có thể dội ngược trở vào vũ trụ. Nếu góc rơi quá dốc, robot sẽ bị thiêu rụi và sứ mệnh thám hiểm thất bại.
 |
| Toàn bộ quá trình rơi của InSight diễn tra trong gần 7 phút, tất cả được tự động hóa. Ảnh minh họa: NASA. |
Khoang tàu vũ trụ bảo vệ robot thăm dò sao Hỏa mất khoảng 6 phút 45 giây để di chuyển qua lớp khí quyển trước khi bắt đầu quá trình hạ cánh. Trong giai đoạn này, khoang tàu sẽ chịu gia tốc gấp 12 lần trọng lực Trái đất. Giả sử đây là một người nặng 68 kg, trọng lực trong quá trình rơi xuyên tầng khí quyển sao Hỏa sẽ lên đến 1 tấn.
Khoảng 3 phút 30 giây sau khi rời khỏi tầng khí quyển, khoang đáp phóng dù và giảm đáng kể vận tốc rơi. 15 giây sau đó, các vụ nổ đã phá hủy lớp vỏ chống nhiệt ở đáy khoang tàu. Không còn lớp bảo vệ, robot thám hiểm InSight mở càng chuẩn bị hạ cánh.
Những phần còn lại của khoang đáp sẽ tiếp tục rơi thêm gần 2 phút cùng dù bảo hộ. Robot vẫn được bảo vệ khá an toàn bằng khoang tàu hình nón bên ngoài. Khoảng 45 giây trước khi robot InSight hạ cánh, nó được lập trình tự động tách rời khỏi vỏ nón và hướng xuống mặt đất. Ngay lập tức, các tên lửa đẩy được kích hoạt hỗ trợ quá trình hạ cánh.
Thiết kế ba càng đáp và đỉnh hình hộp của InSight tương tự robot thám hiểm Mặt trăng Apollo. Các tên lửa đẩy giúp giảm tốc độ rơi của robot thám hiểm sao Hỏa và kết thúc chuyển động rơi theo phương ngang. Khoảng 15 giây trước khi tiếp đất, robot InSight dần hạ cánh với vận tốc hơn 2 m mỗi giây.
Tín hiệu vô tuyến từ sao Hỏa đến Trái đất truyền đi với độ trễ khoảng 8 phút 7 giây, do đó các nhà khoa học nhận được kết quả hạ cánh của InSight chậm hơn so với diễn biến trên thực địa.
Toàn bộ quá trình hạ cánh diễn ra trong khoảng 7 phút. Tất cả đều được tự động hóa. Các nhà khoa học thiết kế InSight gọi đây là "7 phút kinh hoàng" của sứ mệnh thám hiểm sao Hỏa.
Nghĩa địa của các robot vũ trụ
Các chuyên gia của NASA hoàn toàn có lý khi lo sợ sứ mệnh gặp sự cố. Sao Hỏa được ví von là "nghĩa địa" của những robot thám hiểm thất bại.
Cơ quan không gian của nhiều nước đã thử phóng robot lên sao Hỏa tổng cộng 44 lần, trong đó mới có 18 lần các thiết bị thăm dò hạ cánh thành công. 23 lần các robot bị phá hủy và 3 lần thiết bị thăm dò đạt được giai đoạn xoay quanh quỹ đạo sao Hỏa nhưng không thể hạ cánh.
NASA đặt rất nhiều tham vọng cho sứ mệnh InSight lần này. Khác với robot thăm dò Curiosity được Mỹ gửi lên sao Hỏa vào năm 2012, InSight sẽ không chu du trên bề mặt mà được đặt cố định nhằm nghiên cứu lớp vỏ "hành tinh đỏ".
Thiết bị thăm dò sẽ phát sóng vô tuyến để các nhà khoa học trên Trái đất theo dõi. Bằng các tính toán kỹ lưỡng về sự thay đổi tầng số vô tuyến, họ sẽ nghiệm được độ nghiêng của sao Hỏa khi tự xoay quanh trục, tương tự như Trái đất. Kết quả này giúp con người hình dung rõ thêm về lõi của hành tinh, chẳng hạn như các thành tố và nhiệt độ nóng chảy trong lõi.
 |
| Thiết bị thăm dò InSight không di chuyển như "người anh" Curiosity năm 2012, mà được đặt cố định để đo đạt các chỉ số liên quan đến lớp vỏ sao Hỏa. Ảnh: NASA. |
InSight còn triển khai một thiết bị đo địa chấn để theo dõi các chuyển động địa chất, cũng như các đợt thiên thạch va chạm với sao Hỏa. Việc theo dõi sóng địa chấn sẽ giúp con người hiểu thêm về cấu tạo bên trong của hành tinh.
Mục tiêu thứ 3 của sứ mệnh thám hiểm là đo nhiệt độ hành tinh. InSight sẽ khoan gần 5 m vào bề mặt của sao Hỏa. Việc đo nhiệt độ này cho phép các nhà khoa học ước tính lượng nhiệt thoát ra từ sao Hỏa. Biện pháp này cũng giúp NASA xác định rõ hơn về nhiệt độ cận lõi hành tinh.
Những thông tin này sẽ cho chúng ta biết thêm nhiều điều về quá trình hình thành của sao Hỏa. Nó đồng thời làm giàu thêm kho kiến thức về cách thức những thành tinh thể rắn, tương tự như Trái đất, được hình thành và phát triển ra sao.
Việc theo dõi nhiệt độ tầng sâu của sao Hỏa có thể làm sáng tỏ thêm về xác suất tìm thấy nước trên "hành tinh đỏ". Bề mặt hành tinh có thể đủ ấm để nước trở thành dạng lỏng chứ không ở trạng thái đóng băng. Phát hiện ra nước dạng lỏng sẽ mang ý nghĩa then chốt đối với giấc mơ thám hiểm sao Hỏa.
Các ảnh chụp thăm dò thời gian qua có thể đã phát hiện được một hồ nước bị chôn vùi trên sao Hỏa, hứa hẹn nhiều tiềm năng khám phá. Tuy nhiên, các nhà khoa học vẫn chưa có đủ dữ liệu vững chắc để kết luận. Kịch bản nhiệt độ bề mặt sao Hỏa đủ ấm để nước được duy trì ở dạng lỏng sẽ mang ý nghĩa quan trọng đối với các nhà thám hiểm trong tương lai.
Thám hiểm Thái Dương hệ là bước đầu tiên để nhân loại theo đuổi giấc mơ thám hiểm những vì sao xa xôi hơn. Sứ mệnh thăm dò sao Hỏa InSight sẽ cho con người có thêm nhiều kiến thức quý báu, cân nhắc xem liệu du hành vũ trụ có được nhân loại đạt đến trong tương lai gần hay không.