Tàu quỹ đạo Trung Quốc chụp ảnh lịch sử vị khách liên sao 3I/ATLAS

Vị khách vũ trụ hiếm gặp được chụp ảnh từ Hành tinh Đỏ

Tàu thăm dò Thiên Vấn-1 của Trung Quốc, hiện đang bay quanh Sao Hỏa, đã đạt một cột mốc quan trọng trong công cuộc khám phá không gian sâu. Tàu đã chụp thành công những hình ảnh chi tiết của sao chổi 3I/ATLAS, một thiên thể hiếm có nguồn gốc bên ngoài hệ Mặt Trời. Quan sát được thực hiện vào đầu tháng 10/2025 này đánh dấu lần đầu tiên một “vị khách” liên sao được chụp ảnh từ quỹ đạo Sao Hỏa, cho thấy bước tiến đáng kể trong năng lực theo dõi các thiên thể ở xa và luôn biến đổi. Sao chổi được quan sát ở khoảng cách ước tính 30 triệu km so với tàu quỹ đạo Trung Quốc, khi đang di chuyển với tốc độ ấn tượng 58 km/giây. Quan sát chưa từng có này cung cấp dữ liệu quý giá cho cộng đồng khoa học quốc tế, vốn đang nghiên cứu thành phần và quỹ đạo của những thiên thể hình thành trong các hệ sao khác.

Những hình ảnh do Cơ quan Vũ trụ Quốc gia Trung Quốc (CNSA) công bố cho thấy rõ hạt nhân và coma khí của sao chổi, cho phép phân tích chuyên sâu cấu trúc của nó. Hoạt động này thử thách giới hạn của các thiết bị trên Thiên Vấn-1, vốn ban đầu được thiết kế để lập bản đồ bề mặt Sao Hỏa. Thành công của nhiệm vụ khẳng định tính linh hoạt của phần cứng tàu thăm dò trong việc theo dõi các mục tiêu di chuyển nhanh ở không gian sâu. Dữ liệu thu được từ camera độ phân giải cao đã được hệ thống ứng dụng mặt đất ở Bắc Kinh tiếp nhận, xử lý và hiển thị; tại đây, các thuật toán chuyên dụng xử lý nhiều lần phơi sáng để tạo ra những hình ảnh sắc nét sau đó được công bố rộng rãi.

Bật mí bí mật của một hệ sao xa xôi

Việc 3I/ATLAS bay gần Sao Hỏa mang đến cho các nhà khoa học cơ hội độc đáo, vượt xa việc chụp một bức ảnh đơn thuần. Các vật thể liên sao được xem là những “viên nang thời gian” vũ trụ đích thực, bởi chúng lưu giữ thông tin quan trọng về điều kiện hóa học và vật lý của các hệ sao nơi chúng hình thành. Phân tích thành phần sao chổi có thể hé lộ chi tiết về quá trình hình thành hành tinh ở những khu vực khác trong thiên hà, đem lại cơ sở đối chiếu thực tế cho các mô hình lý thuyết vốn chỉ dựa trên hệ Mặt Trời của chúng ta. Mỗi phân tử khí và mảnh bụi mà các sao chổi này giải phóng đều mang dấu ấn của một môi trường sao xa xôi, cho phép các nhà thiên văn gián tiếp nghiên cứu những thế giới cách chúng ta nhiều năm ánh sáng.

Theo CNSA, 3I/ATLAS có thể đã hình thành quanh một ngôi sao cổ gần trung tâm Dải Ngân Hà, với tuổi ước tính khoảng 3 đến 11 tỷ năm. Vì vậy, nó có thể còn cổ hơn cả hệ Mặt Trời. Đây là mẫu vật hiếm có giúp phát hiện thành phần, quá trình tiến hóa và lịch sử sơ khai của các hệ sao ngoại hành tinh. Các nhà khoa học cho rằng sao chổi bắt nguồn từ một đĩa tiền hành tinh lạnh, khu vực xa xôi nơi các nguyên tố dễ bay hơi như băng nước, carbon dioxide và carbon monoxide có thể được bảo tồn suốt hàng tỷ năm. Phân tích quang phổ của những thành phần này rất quan trọng để xác định nhiệt độ và mật độ của tinh vân nơi sao chổi ra đời. Hiểu rõ các điều kiện đó là thiết yếu để hoàn thiện những giả thuyết về cách các hệ hành tinh, trong đó có hệ của chúng ta, tiến hóa theo thời gian.

Vật thể liên sao thứ ba được xác nhận

Sao chổi 3I/ATLAS là vị khách liên sao thứ ba được các nhà thiên văn phát hiện và xác nhận, sau khi 'Oumuamua bay qua vào năm 2017 và 2I/Borisov vào năm 2019. Nó được hệ thống kính viễn vọng ATLAS (Hệ thống Cảnh báo Cuối cùng về Va chạm Tiểu hành tinh với Trái Đất) phát hiện vào tháng 7/2025 tại Rio Hurtado, Chile. Nguồn gốc ngoài hệ Mặt Trời của vật thể này nhanh chóng được xác nhận qua phân tích quỹ đạo, được mô tả là quỹ đạo hyperbol. Đây là dấu hiệu toán học rõ ràng cho thấy nó có nguồn gốc bên ngoài hệ hành tinh của chúng ta.

Không giống quỹ đạo elip của các sao chổi và tiểu hành tinh trong hệ Mặt Trời, quỹ đạo hyperbol cho thấy vật thể có tốc độ đủ lớn để thoát khỏi lực hấp dẫn của Mặt Trời. Nhờ đó, nó có thể tiếp tục hành trình xuyên không gian liên sao sau khi chỉ lướt qua khu vực vũ trụ lân cận chúng ta trong thời gian ngắn. Sao chổi tiến đến điểm gần Mặt Trời nhất vào cuối tháng 10, ở khoảng cách khoảng 1,4 đơn vị thiên văn, tương đương 210 triệu km, ngay bên trong quỹ đạo Sao Hỏa.

Thao tác kỹ thuật quỹ đạo chưa từng có

Chụp ảnh sao chổi 3I/ATLAS bằng Thiên Vấn-1 là một kỳ tích kỹ thuật đòi hỏi kế hoạch tỉ mỉ và sáng tạo. Camera độ phân giải cao của tàu thăm dò, có tên HiRIC, được phát triển để chụp ảnh địa hình Sao Hỏa với độ chính xác cực cao. Đây là nhiệm vụ hoàn toàn khác với việc theo dõi một vật thể nhỏ, phát sáng mờ và di chuyển nhanh trên nền tối của không gian. Để đạt mục tiêu, nhóm phụ trách nhiệm vụ trên Trái Đất phải xây dựng một chiến lược quan sát mới từ đầu.

Ông Wang Yanan, tổng biên tập tạp chí Kiến thức Hàng không Vũ trụ, giải thích ý nghĩa của thành tựu này với Global Times. Ông cho biết Thiên Vấn-1 vốn được thiết kế để khám phá Sao Hỏa nhưng đã có thể chụp ảnh một vật thể ở xa như vậy từ quỹ đạo quanh hành tinh này. Điều đó cho thấy các tàu vũ trụ được phóng lên để phát hiện hành tinh có thể trở thành nền tảng mới giúp quan sát những thiên thể còn xa hơn. Ông Wang lưu ý rằng việc điều khiển tư thế chính xác trong quá trình vận hành trên quỹ đạo, có thể cần đến sự phối hợp đa trục, là điều cần thiết để căn chỉnh cảm biến quang học chính xác vào một mục tiêu cực xa rồi định hướng lại. Đây là phép thử toàn diện đối với năng lực quan sát quỹ đạo và điều khiển tư thế.

Công tác chuẩn bị bao gồm hiệu chỉnh lại hoàn toàn các hệ thống ngắm mục tiêu của tàu thăm dò và thực hiện những thao tác cơ động quỹ đạo chính xác để căn chỉnh thiết bị theo quỹ đạo dự đoán của sao chổi. Nhóm đã tiến hành mô phỏng toàn diện nhằm xác định thời gian phơi sáng lý tưởng. Thời gian này phải đủ ngắn để tránh ảnh bị nhòe do chuyển động tương đối giữa tàu thăm dò và sao chổi, nhưng cũng phải đủ dài để ghi nhận ánh sáng mờ phản chiếu từ hạt nhân và coma của nó. Độ ổn định nhiệt của thiết bị cũng là yếu tố then chốt; cần điều chỉnh để bảo đảm thấu kính và cảm biến hoạt động trong khoảng nhiệt độ tối ưu trong khoảng thời gian quan sát chỉ kéo dài vài phút.

Vượt qua những thách thức kỹ thuật khắc nghiệt

Chụp ảnh 3I/ATLAS đặc biệt khó khăn do khoảng cách xa và kích thước nhỏ, đường kính khoảng 5,6 km. Tốc độ di chuyển của vật thể liên sao và tàu quỹ đạo còn làm tăng thêm độ phức tạp. Trong khi 3I/ATLAS di chuyển với tốc độ khoảng 58 km/giây, vận tốc tương đối của tàu quỹ đạo là 86 km/giây. Hơn nữa, camera HiRIC được thiết kế để nghiên cứu các địa hình có ánh sáng mạnh trên bề mặt Sao Hỏa.

Theo CNSA, đây là lần đầu tiên cơ quan này thử chụp một mục tiêu ở xa và tương đối mờ như vậy; mục tiêu mờ hơn các vật thể trên bề mặt Sao Hỏa từ 10.000 đến 100.000 lần. Nhiệm vụ đã đẩy năng lực phát hiện mục tiêu mờ của camera độ phân giải cao đến giới hạn. Để so sánh, các tàu Mars Express và ExoMars Trace Gas Orbiter của Cơ quan Vũ trụ châu Âu cũng chụp ảnh bằng camera của chúng, lần lượt là Camera Stereo Độ phân giải Cao và Hệ thống Chụp ảnh Bề mặt Màu và Stereo, đồng thời đối mặt với những thách thức tương tự về thời gian phơi sáng và độ nhạy.

Manh mối ban đầu về thành phần sao chổi

Dữ liệu quang phổ và những hình ảnh ban đầu do Thiên Vấn-1 thu thập đã cung cấp các chỉ dấu quan trọng về bản chất của 3I/ATLAS. Các bức ảnh cho thấy một lõi đặc, rõ nét, nhiều khả năng gồm hỗn hợp đá và các loại băng khác nhau. Phân tích ánh sáng phản chiếu từ bề mặt cho thấy có bụi hữu cơ màu đỏ, đặc điểm thường thấy ở các thiên thể hình thành trong những vùng lạnh, xa ngôi sao chủ. Tuy nhiên, điều đáng chú ý là một bài báo chưa qua bình duyệt đăng vào cuối tháng 10 nhận định sao chổi “có vẻ xanh hơn Mặt Trời rõ rệt”, tạo nên một câu hỏi hóc búa cho giới khoa học về thành phần bụi của nó.

Ngoài ra, các máy quang phổ trên những nhiệm vụ khác đã phát hiện dấu hiệu băng nước và carbon dioxide thăng hoa từ bề mặt, cùng với lượng nhỏ carbon monoxide. Những phát hiện này xác nhận hoạt động điển hình của sao chổi. Sao chổi đã cho thấy những dấu hiệu hoạt động rõ rệt, như hình thành đuôi ngược hiếm gặp và có thành phần hóa học bất thường. Gần đây nhất, vật thể dường như đã đổi hướng nhẹ và có thể mất đi một lượng khối lượng đáng kể. Đây là những dấu hiệu cho thấy vật thể đang giải phóng khí, khiến gia tốc của nó thay đổi theo.

Nỗ lực hợp tác quốc tế

Việc quan sát 3I/ATLAS không phải là sáng kiến đơn lẻ của cơ quan vũ trụ Trung Quốc. Sự hiện diện của một đội tàu thăm dò quốc tế trên quỹ đạo Sao Hỏa đã giúp triển khai chiến dịch quan sát phối hợp, qua đó mở rộng đáng kể số lượng và chất lượng dữ liệu thu thập về vật thể này. Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) và NASA cũng điều hướng các tàu quỹ đạo của mình để nghiên cứu thành phần khí trong coma của sao chổi và tìm cách thu được hình ảnh hạt nhân với độ phân giải cao hơn nữa.

Avi Loeb, người đứng đầu Dự án Galileo và cựu trưởng khoa Thiên văn học tại Đại học Harvard, cho biết những hình ảnh có độ phân giải cao nhất của 3I/ATLAS được chụp bằng camera HiRISE trên tàu Mars Reconnaissance Orbiter của NASA. Camera này có khẩu độ 50 cm và đạt độ phân giải không gian khoảng 30 km mỗi pixel. Trên bề mặt Sao Hỏa, các xe tự hành Perseverance và Curiosity được lập trình để tìm và quan sát sao chổi trên bầu trời Sao Hỏa, đóng góp góc nhìn độc đáo từ mặt đất.

Năng lực linh hoạt của nhiệm vụ Trung Quốc được chứng minh trong không gian sâu

Với nhóm Thiên Vấn-1, hoạt động theo dõi sao chổi thành công là một phép thử nghiêm ngặt đối với năng lực của tàu thăm dò ngoài nhiệm vụ chính là nghiên cứu Sao Hỏa. Thành công của thao tác này cho thấy tính linh hoạt và độ tin cậy của các hệ thống dẫn đường và điều khiển tư thế trên tàu quỹ đạo. Thành tựu này giúp tàu đủ khả năng thực hiện các nhiệm vụ quan sát cơ hội trong tương lai. CNSA cho biết khả năng quan sát các thiên thể mờ đã tạo cơ hội tiến hành những thử nghiệm kỹ thuật hữu ích và tích lũy kinh nghiệm.

Ông Wang Yanan nhấn mạnh rằng việc điều chỉnh chính xác trong quỹ đạo để hướng cảm biến về một phương xác định là kỹ năng thiết yếu cho các nhiệm vụ khám phá tiểu hành tinh trong tương lai. Ông lưu ý chương trình vũ trụ Trung Quốc luôn kiên trì với nguyên tắc chia sẻ thành tựu cùng cộng đồng quốc tế. Bằng cách kết hợp nguồn lực quan sát và thông tin từ các quốc gia có hoạt động không gian lớn, nhân loại có thể hiểu rõ hơn về vật thể bí ẩn này. Quan sát thành công đánh dấu bước tiến đáng kể của Thiên Vấn-1, là “thành quả bất ngờ” có ý nghĩa lớn đối với việc mở rộng hiểu biết của nhân loại về nghiên cứu ngoại hành tinh.

Các bước tiếp theo trong chương trình khám phá không gian của Trung Quốc

Được phóng vào tháng 7/2020, nhiệm vụ Thiên Vấn-1 là cột mốc trong lịch sử khám phá không gian của Trung Quốc. Tàu thăm dò đi vào quỹ đạo Sao Hỏa vào tháng 2/2021 và hạ cánh thành công xe tự hành Chúc Dung vào tháng 5 cùng năm. Hiện nay, tàu quỹ đạo vẫn tiếp tục công việc lập bản đồ, mở rộng hiểu biết khoa học về Hành tinh Đỏ. Tàu đã hoạt động ổn định trên quỹ đạo Sao Hỏa hơn bốn năm.

Kinh nghiệm thu được từ việc quan sát 3I/ATLAS được xem là vô cùng quý giá cho các nhiệm vụ tương lai của Trung Quốc, cụ thể là Thiên Vấn-2. Được phóng vào tháng 5/2025, nhiệm vụ mới này đặt mục tiêu đầy tham vọng là thu thập mẫu vật từ một tiểu hành tinh gần Trái Đất và nghiên cứu một sao chổi ở vành đai chính. Các quy trình được xây dựng để quan sát vị khách liên sao sẽ được áp dụng trực tiếp vào những nhiệm vụ khám phá không gian sâu mới và phức tạp này. Các thử nghiệm kỹ thuật trên Thiên Vấn-1 mở đường cho những thao tác cơ động tiên tiến cần thiết trong các lần tiếp cận sắp tới của Thiên Vấn-2.

Điểm chính

• Thiên Vấn-1 chụp ảnh sao chổi liên sao 3I/ATLAS từ quỹ đạo Sao Hỏa vào đầu tháng 10/2025.
• Đây là vật thể liên sao thứ ba được xác nhận, sau 'Oumuamua và 2I/Borisov.
• Việc quan sát được thực hiện từ khoảng cách xấp xỉ 30 triệu km.
• Sao chổi di chuyển với tốc độ 58 km/giây, trong khi vận tốc tương đối so với tàu quỹ đạo là 86 km/giây.
• Thao tác này thử thách giới hạn của camera HiRIC, vốn được thiết kế để chụp ảnh bề mặt Sao Hỏa sáng rõ.
• 3I/ATLAS được ước tính có tuổi từ 3 đến 11 tỷ năm.
• Dữ liệu cung cấp manh mối về thành phần của các hệ sao khác và quá trình hình thành hành tinh.
• Thành công này hỗ trợ công tác chuẩn bị cho nhiệm vụ đưa mẫu tiểu hành tinh về Trái Đất Thiên Vấn-2 của Trung Quốc.
• Một đội tàu quỹ đạo và xe tự hành quốc tế tại Sao Hỏa đã phối hợp nghiên cứu vật thể này.