Kính viễn vọng Không gian Nancy Grace Roman được phóng lên không gian ngày 30/8 bằng tên lửa Falcon Heavy của SpaceX. Đây là một trong những sứ mệnh thiên văn quan trọng của NASA, được thiết kế để khảo sát những vùng trời rộng lớn với tốc độ cao.
Roman được kỳ vọng phát hiện khoảng 100.000 ngoại hành tinh bằng phương pháp quá cảnh, đồng thời tìm thêm hơn 1.000 hành tinh bằng phương pháp vi thấu kính hấp dẫn. Kính viễn vọng cũng sẽ thu thập dữ liệu để nghiên cứu những câu hỏi lớn như: Vũ trụ đang giãn nở như thế nào? Năng lượng tối và vật chất tối đóng vai trò gì? Các thiên hà đã hình thành và tiến hóa ra sao?
Tuy nhiên, Roman chưa thể bắt đầu quan sát khoa học ngay sau khi rời Trái Đất. Trong khoảng ba tháng đầu tiên, các kỹ sư sẽ triển khai, kích hoạt, kiểm tra và hiệu chỉnh các hệ thống. NASA dự kiến công bố những hình ảnh khoa học đầu tiên từ kính viễn vọng vào đầu năm 2027.
Kính viễn vọng Không gian Nancy Grace Roman tách khỏi tầng hai tên lửa Falcon Heavy của SpaceX khoảng 31 phút sau khi được phóng ngày 30/8. (Ảnh: NASA)
Roman sẽ quan sát vũ trụ từ đâu?
Thay vì bay quanh Trái Đất như Kính viễn vọng Không gian Hubble, Roman đang hướng tới khu vực điểm Lagrange 2 (L2) của hệ Mặt Trời - Trái Đất, cách chúng ta khoảng 1,5 triệu km theo hướng ngược với Mặt Trời.
Roman sẽ hoạt động trên một quỹ đạo halo quanh L2. Đây cũng là khu vực hoạt động của Kính viễn vọng Không gian James Webb (JWST) của NASA và tàu Euclid của Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA).
Vị trí này mang lại nhiều thuận lợi cho việc quan sát. Roman có thể duy trì quỹ đạo với lượng nhiên liệu hiệu chỉnh tương đối nhỏ, đồng thời hạn chế ảnh hưởng của ánh sáng và nhiệt từ Mặt Trời, Trái Đất và Mặt Trăng. Môi trường nhiệt ổn định đặc biệt quan trọng đối với các thiết bị quan sát hồng ngoại.
Theo NASA, độ ổn định nhiệt tại L2 có thể cải thiện khoảng 10 lần so với Hubble đối với nhiều phép đo mà Roman thực hiện.
Camera khoảng 300 megapixel có trường nhìn “khổng lồ”
Roman mang theo hai thiết bị khoa học chính là Wide Field Instrument (WFI) và Coronagraph Instrument (CGI).
Trong đó, WFI là camera quan sát chủ yếu ở vùng hồng ngoại gần với độ phân giải khoảng 300 megapixel. Điểm nổi bật không chỉ nằm ở số lượng điểm ảnh mà còn ở khả năng quan sát một vùng trời rất rộng.
Trường nhìn của WFI rộng hơn Hubble ít nhất 100 lần nhưng vẫn có thể tạo ra hình ảnh với độ sắc nét tương đương. Nhờ đó, Roman có thể khảo sát những vùng trời rộng lớn nhanh hơn nhiều so với Hubble. NASA cho biết Roman có thể khảo sát bầu trời nhanh hơn Hubble tới 1.000 lần trong một số chương trình quan sát.
Khi quan sát những thiên hà rất xa, các nhà khoa học cũng đang nhìn về quá khứ bởi ánh sáng từ chúng phải mất hàng triệu, thậm chí hàng tỷ năm mới tới được kính viễn vọng. Những dữ liệu này sẽ giúp nghiên cứu quá trình hình thành, tiến hóa của các thiên hà và lịch sử giãn nở của vũ trụ.
Roman dự kiến truyền khoảng 1,4 TB dữ liệu khoa học về Trái Đất mỗi ngày - lượng dữ liệu lớn nhất từ trước tới nay đối với một sứ mệnh vật lý thiên văn của NASA. Kho dữ liệu này có thể phục vụ nhiều lĩnh vực nghiên cứu, từ thiên hà, ngôi sao, lỗ đen đến ngoại hành tinh.
Làm thế nào “nhìn thấy” một hành tinh cạnh ngôi sao sáng?
Thiết bị thứ hai, CGI, sẽ thử nghiệm công nghệ che bớt ánh sáng của ngôi sao để quan sát những hành tinh mờ hơn nằm gần đó.
Hãy hình dung chúng ta muốn nhìn một vật rất nhỏ nằm sát một bóng đèn cực sáng. Ánh sáng từ bóng đèn có thể khiến vật đó gần như biến mất khỏi tầm mắt. Với ngoại hành tinh cũng vậy, ngôi sao chủ thường sáng hơn hành tinh rất nhiều.
Coronagraph sẽ chặn phần lớn ánh sáng từ ngôi sao, nhờ đó những vật thể mờ hơn ở gần có cơ hội lộ diện.
NASA cho biết công nghệ này được thiết kế để quan sát các hành tinh mờ hơn ngôi sao chủ tới hàng trăm triệu lần, thậm chí gần một tỷ lần trong một số cấu hình quan sát. CGI có thể trực tiếp ghi hình những ngoại hành tinh khí khổng lồ có đặc điểm tương tự sao Mộc. Đây là bước thử nghiệm quan trọng cho các công nghệ săn tìm và nghiên cứu những thế giới giống Trái Đất trong tương lai.
Falcon Heavy đưa “mắt thần” lên không gian
Roman rời Trái Đất lúc 7h26 ngày 30/8 theo giờ miền Đông nước Mỹ, tức 18h26 cùng ngày theo giờ Việt Nam, trên tên lửa Falcon Heavy của SpaceX từ Trung tâm Vũ trụ Kennedy, bang Florida.
Khi cất cánh, Falcon Heavy sử dụng tổng cộng 27 động cơ Merlin trên ba lõi đẩy của tầng thứ nhất. Sau khoảng 2 phút 27 giây, hai tên lửa đẩy bên tách khỏi lõi trung tâm và bắt đầu hành trình trở về Florida.
Lõi trung tâm tiếp tục đưa tầng hai cùng Roman lên cao trước khi tách ra. Sau hai lần đốt động cơ, tầng hai đưa Roman vào quỹ đạo chuyển tiếp hướng tới L2. Khoảng 31 phút sau khi phóng, kính viễn vọng tách khỏi tên lửa và bắt đầu bay độc lập.
Hai tên lửa đẩy bên của Falcon Heavy sau đó hạ cánh thành công tại Florida.
NASA ước tính tổng chi phí vòng đời của dự án Roman khoảng 4,316 tỷ USD. Sứ mệnh khoa học chính được thiết kế kéo dài 5 năm và hướng tới mục tiêu hoạt động trong 10 năm nếu điều kiện cho phép.
Với trường nhìn rộng, khả năng quan sát hồng ngoại và lượng dữ liệu khổng lồ, Roman không chỉ là một “chiếc máy ảnh” mới trong không gian. Kính viễn vọng này có thể giúp các nhà khoa học tiến gần hơn tới lời giải cho hàng loạt câu hỏi lớn: Vũ trụ đã tiến hóa ra sao, điều gì đang thúc đẩy nó giãn nở và ngoài Hệ Mặt Trời còn có bao nhiêu thế giới đang chờ được khám phá?
