Nhìn lại những sự kiện khoa học vũ trụ năm 2009

Trong năm qua, những nhà thiên văn tìm thấy nước trên mặt trăng và phát hiện mục tiêu xa nhất, cũng đồng thời lượng bức xạ vũ trụ đạt mức cao kỷ lục và tàu thăm dò Spirit đấu tranh để sống còn.

Sao Hỏa không hề thiếu nước – băng đá bao phủ hai cực của nó và bị chôn sâu bên dưới bề mặt. Hiện nay, theo những tấm ảnh được chụp bởi tàu đổ bộ Phoenix của NASA, hành tinh đỏ này còn có nước thể lỏng.

Những bức ảnh về chân của tàu đổ bộ cho thấy con tàu này hẳn đã làm tung tóe những giọt nước khi nó hạ cánh xuống sao Hỏa vào năm 2008 (màu xanh được thêm vào giọt nước để nhấn mạnh)

Một hóa chất được gọi là perchlorate (muối hoặc ester của axit percloric) được phát hiện tại điểm hạ cánh có thể đã hoạt động như một chất chống đông và giữ nước ở thể lỏng. Nhưng nó cũng khiến những giọt nước này quá mặn đến mức không thể tạo ra sự sống. Những túi nước ít mặn hơn có thể ẩn nấp bên dưới lớp băng đá và tuyết, bị nóng lên bởi một dạng của hiệu ứng nhà kính.

Chiến dịch săn tìm nước trên mặt trăng đã kéo dài hàng thập kỷ. Trong năm nay, ba con tàu vũ trụ đã tìm thấy bằng chứng nước có thể rất phổ biến, bám sát vào sỏi mặt trăng.

Các nhà khoa học nghĩ rằng Hydro trong gió mặt trời đã tạo ra nước khi nó va chạm với vật liệu giàu oxy trên bề mặt mặt trăng. Mặc dù nước tồn tại với lượng rất nhỏ, một vài nhà khoa học nghĩ rằng có thể thu được nhiều nước bằng cách nung nóng sỏi mặt trăng với những vi sóng.

Nơi trữ nhiều nước nhất trên mặt trăng có thể nằm ở hai cực. Vật liệu này đã được xới tung lên trong tháng 10, khi vệ tinh LCROSS của NASA phóng một giàn tên lửa đâm xuống miệng núi lửa ở cực nam của mặt trăng.

Dù có nước hay không, mặt trăng có thể không còn là lựa chọn hàng đầu của NASA cho sự khám phá của con người. Trong tháng 5, Tổng thống Barack Obama đã lập một Ủy ban đặc biệt để xem xét những kế hoạch của NASA về những chuyến du hành vũ trụ của loài người. Đến tháng 10, Ủy ban đã đưa ra báo cáo cuối cùng của mình, liệt kê một số điểm khả thi bao gồm những lỗ hổng trọng lực trong vũ trụ và quỹ đạo sao Hỏa.

Ủy ban nhận thấy rằng NASA cần thêm ít nhất 3 tỷ USD mỗi năm để đưa các phi hành gia ra vũ trụ. Họ cũng bày tỏ sự nghi ngờ về tính thiết thực của tên lửa Ares I của NASA. Tên lửa này được thiết kể để đưa phi hành gia lên quỹ đạo sau khi tàu con thoi nghỉ hưu vào năm 2010, thế nhưng nó vẫn chưa sẵn sàng cho đến năm 2017. NASA vẫn đang chờ đợi quyết định của Obama về phương hướng tương lai của mình.

Vấn đề về rác vũ trụ được đặt ra khẩn cấp trong năm nay khi lần đầu tiên xảy ra sự va chạm của hai vệ tinh. Hơn 1.500 mảnh vỡ lớn hơn 10cm của rác vũ trụ xuất hiện sau vụ va chạm vào tháng Hai của hai vệ tinh Cosmos 2251 của Nga và Iridium 33 của Mĩ.

Những vật bồng bềnh trong không gian là vấn đề ngày càng nghiêm trọng. Khoảng 19.000 vật thể kích thước tối thiểu 10cm lơ lửng trong quỹ đạo đang được Lực lượng Không quân Mĩ truy tìm. Liên Hiệp Quốc và một số cơ quan vũ trụ quốc gia đã đồng ý về các biện pháp hạn chế sự gia tăng của rác vũ trụ, nhưng những vụ va chạm hay phóng vệ tinh trong tương lai được dự đoán sẽ khiến lượng rác vũ trụ tăng vọt.

Trong một cuộc đặt cược 2 tỷ Euro, Cơ quan vũ trụ châu Âu đã phóng thành công hai kính thiên văn trong tháng Năm. Kiêu hãnh với chiếc gương (ảnh) lớn gấp vài lần gương của kính thiên văn Spitzer (NASA), Đài thiên văn Herschel chuyên quan sát ánh sáng hồng ngoại trở thành kính thiên văn lớn nhất từng được đưa lên quỹ đạo. Nó sẽ nghiên cứu về những mục tiêu lạnh trên bầu trời, từ những sao chổi và hành tinh nhỏ trong hệ mặt trời cho đến một vài thiên hà xa xôi nhất của vũ trụ.

Cơ quan đã phóng Herschel, Planck sẽ vẽ bản đồ hậu cảnh những sóng cực ngắn của vũ trụ, vết tích bức xạ từ vụ nổ big bang với sự nhạy bén hơn 10 lần so với vệ tinh WMAP của NASA. Planck có thể mang lại bằng chứng đầu tiên về những sóng trọng lực mà giới khoa học nghĩ rằng chúng được hình thành trong thời kì ngay sau vụ nổ big bang và đã gợn lăn tăn trong suốt khung thời gian của vũ trụ.

Sau 5 năm lang thang ở sao Hỏa, tàu thăm dò tạm dừng hoạt động trong tháng Tư khi những bánh lái của nó bị lún trong cát mềm. Lo rằng cố gắng di chuyển tàu thăm dò sẽ khiến tình hình tệ hơn, NASA đã dùng hai tàu thăm dò nguyên mẫu để kiểm tra khả năng thoát hiểm trong một khuôn cát ở California. Trong tháng 11, Spirit đã thực hiện nỗ lực đầu tiên để rời khỏi vùng, sau khoảng bảy tháng bị mắc kẹt.

Người quản lí sứ mệnh thừa nhận Spirit có thể không thoát được. Mùa đông đang đến gần và có thể khiến mức năng lượng mặt trời của tàu giảm xuống mức nguy hiểm trước khi nó có thể thoát. Spirit còn đối mặt với một sự cố kĩ thuật mới. Spirit bị hỏng một trong số những bánh lái từ năm 2006. Một bánh lái thứ hai ngừng chạy trong tháng 11. Nếu Spirit không được phục hồi, nó sẽ mắc kẹt vĩnh viễn.

Một chớp sáng tia gamma được phát hiện bởi vệ tinh Swift của NASA vào tháng Tư là mục tiêu xa nhất trong vũ trụ từng được biết. Sự xuất hiện đột ngột đến từ một ngôi sao bùng nổ cách đây chỉ 630 triệu năm sau vụ nổ big bang. Với khoảng cách, ngôi sao đã chết này trở thành mục tiêu đầu tiên được phát hiện từ thời kì được gọi là reionisation, xảy ra trong một tỷ năm đầu tiên sau vụ nổ big bang. Vào lúc đó, một lớp sương mù của những nguyên tử hydro trung hòa bị đốt cháy bởi bức xạ từ những ngôi sao và thiên hà đầu tiên. Phát hiện nhiều hơn những mục tiêu như vậy sẽ làm sáng tỏ tiến trình này.

Những siêu Trái đất, những hành tinh lớn hơn Trái đất 10 lần được phát hiện trong năm nay nhiều hơn so với các năm trước. Thế nhưng hành tinh có kích thước như Trái đất, tiềm tàng môi trường tốt nhất cho sự sống, vẫn khó tìm thấy được. Hành tinh sáng giá nhất được phát hiện xoay quanh một ngôi sao bình thường là một thế giới có tên MOA-2007-BLG-192-Lb. Trước đây nó được xem là nặng hơn Trái đất gấp 3 lần nhưng hiện nay, các nhà khoa học tin rằng nó chỉ nặng hơn Trái đất 1,4 lần.

Năm nay đánh dấu nhiều điểm mốc khác trong nghiên cứu về exoplanet (những hành tinh xoay quanh ngôi sao không thuộc hệ mặt trời). Hai hành tinh được phát hiện xoay ngược quanh ngôi sao của chúng. Một nhóm nghiên cứu cũng đã phát hiện điều có thể là exoplanet đầu tiên được phát hiện trong thiên hà khác. Trong tháng Ba, kính thiên văn Kepler của NASA được phóng để săn tìm những hành tinh có kích thước như Trái đất xoay quanh ngôi sao của chúng ở một khoảng cách có thể hỗ trợ cho sự sống.

Cuộc thi đấu trong chương trình Thử thách lễ kỉ niệm 100 năm của NASA nhằm thúc đẩy sự phát triển những công nghệ mới diễn ra sôi động trong năm 2009. Cuộc tranh luận nổ ra trong tháng 10 sau khi đơn vị tổ chức của một cuộc thi mô hình tàu đổ bộ mặt trăng cho phép một đội thêm thời gian để thử giành giải nhất 1 triệu USD, kết quả là đội được hưởng ân huệ đã ra về với giải nhì.

Cũng trong tháng 10, một robot khai phá và mang về hơn 440kg bụi mặt trăng giả trở thành nhà chiến thắng trong Thách thức Khai quật tầng phong hóa của NASA được tổ chức 3 lần trong năm 2009. Trong tháng 11, hai nhà thiết kết đã mang về nhà 350.000 USD nhờ găng tay bảo vệ dễ sử dụng hơn so với mẫu hiện tại của NASA 

Bức xạ vũ trụ đạt kỷ lục trong năm 2009. Theo sự đo lường của tàu vũ trụ Explorer Composition Advanced của NASA, những tia vũ trụ dữ dội từ bên ngoài hệ mặt trời với những phần tử mang điện tích tăng hơn 19% trong năm 2009. Thủ phạm là từ trường mặt trời, vốn che chở hệ mặt trời khỏi tia vũ trụ. Hoạt động từ trường mặt trời hiện ở mức thấp nhất trong chu kì 11 năm, và sự hạ thấp thông thường lại trở nên nghiêm trọng chưa từng thấy trong gần một thế kỉ qua.

Trong tháng 12, một tổ chức nghiên cứu vật chất tối điều hành những máy dò ở mỏ sắt bị cấm ở Minnesota đã báo cáo một thứ có thể là vật chất tối, một vật chất bí ẩn được xem là nặng hơn vật chất thông thường từ 1 – 6 lần.

Máy gia tốc hạt lớn LHC đã khởi động vào tháng 11 sau một năm trì hoãn cũng sẽ tham gia vào nghiên cứu vật chất tối trong năm nay.