Sao Thiên Vương, một trong hai hành tinh băng khổng lồ của Hệ Mặt Trời, là một trong những thiên thể hấp dẫn nhất trong Hệ, với chuyển động quay ở góc nghiêng độc đáo, hệ vành phức tạp và hệ các vệ tinh đặc trưng. Tuy nhiên, đây cũng là một trong những thiên thể ít được khám phá nhất trong Hệ Mặt Trời, do khoảng cách cực xa của nó so với Mặt Trời. Khi mà tàu không gian Voyager 2 của NASA vẫn là tàu duy nhất từng ghé thăm Sao Thiên Vương, các nhà khoa học tiếp tục thiết kế và hình dung các sứ mệnh nhằm quay trở lại khám phá hành tinh này và những bí ẩn băng giá của nó.
Hiện nay, một nhà nghiên cứu độc lập có thể đã tiến gần hơn một bước tới việc gửi một sứ mệnh trở lại Sao Thiên Vương, khi đề xuất CASMIUS (Coupled AtmosphereS and Magnetosphere Interactions of the Uranus System) trong một nghiên cứu được trình bày gần đây tại Hội nghị Khoa học Mặt Trăng và Hành tinh lần thứ 57. Trong nghiên cứu này, Tiến sĩ Hadi Madanian, nhà khoa học nghiên cứu và là người sáng lập "Công ty Trách nhiệm Hữu hạn Khoa học Khám phá Trái Đất và Hành tinh" (Epex Scientific LLC), thảo luận về cách sứ mệnh mang tính ý tưởng có tên CASMIUS này có thể giúp hé lộ những hiểu biết mới về Sao Thiên Vương, bao gồm thành phần bên trong của nó, cấu trúc từ trường và thành phần của các vành cũng như nhiều vệ tinh của hành tinh.
Mặc dù nghiên cứu không đề cập liệu CASMIUS sẽ là sứ mệnh quỹ đạo hay bay ngang (như Voyager 2), nhưng nó đề xuất sử dụng hai tàu không gian với các thiết bị khác nhau, “có thể thực hiện các thí nghiệm độc lập và bổ trợ cho các phép đo của tàu còn lại.” Nghiên cứu cũng trình bày chi tiết các mốc thời gian phóng và hành trình tiềm năng để tới Sao Thiên Vương, bao gồm phóng vào giữa năm 2033 (mất khoảng 9-10 năm), giữa năm 2034 (mất khoảng 8-10 năm), giữa năm 2035 (cũng khoảng 8-10 năm), và một sứ mệnh năm 2036 (mất khoảng 10 năm). Mỗi mốc thời gian được xác định dựa trên độ biến thiên vận tốc của tàu, được gọi chính thức là delta-V.
Nghiên cứu nêu rõ: “Hiểu được sự phức tạp của hệ Sao Thiên Vương mở ra một cửa sổ mới để hiểu về sự hình thành Hệ Mặt Trời, cơ chế động lực hành tinh và nghiên cứu ngoại hành tinh. Điều này cũng mở rộng hiểu biết của chúng ta về hành tinh quê hương trong các lĩnh vực quan trọng như từ địa học và động lực học, đồng thời có thể cung cấp những hiểu biết về các hiện tượng cực đoan như sự đảo cực từ. Do đó, một sứ mệnh lớn tới Sao Thiên Vương là một nỗ lực mang tính bước ngoặt, với tiềm năng khoa học liên ngành và những phát hiện có ý nghĩa vượt ra ngoài thế kỷ hiện tại.”
Như đã đề cập, tàu không gian Voyager 2 của NASA vẫn là tàu duy nhất từng ghé thăm Sao Thiên Vương và hệ các vệ tinh của nó, khi thực hiện chuyến bay ngang nổi tiếng vào cuối tháng 1 năm 1986, với dữ liệu và hình ảnh được thu thập từ tháng 11 năm 1985 đến tháng 2 năm 1986. Trước chuyến bay này, rất ít thông tin được biết về Sao Thiên Vương và các vệ tinh của nó, do hình ảnh và dữ liệu chỉ đến từ các kính thiên văn mặt đất, cho thấy một thế giới mờ nhòe vì khoảng cách rất lớn so với Trái Đất. Kết quả là, Voyager 2 đã phát hiện thêm 10 vệ tinh mới, hai vành mới (trước đó đã biết chín vành), và đo được từ trường nghiêng của Sao Thiên Vương. Các nhà khoa học đã biết về chuyển động quay nghiêng của Sao Thiên Vương từ giữa thế kỷ 19, khi các nhà thiên văn quan sát thấy các vệ tinh có quỹ đạo quanh hành tinh này vuông góc với các quỹ đạo “thông thường”.
Ngoài CASMIUS, hiện có rất nhiều sứ mệnh được đề xuất nhằm khám phá Sao Thiên Vương và hệ vệ tinh của nó, trong đó sứ mệnh Uranus Orbiter & Probe (UOP) của NASA được xem là quan trọng nhất, khi được xếp hạng ưu tiên cao trong danh mục “Flagship” (có mức ưu tiên cao nhất) bởi báo cáo “Origins, Worlds, and Life: A Decadal Strategy for Planetary Science and Astrobiology 2023-2032” (Nguồn gốc, các thế giới và sự sống: Một chiến lược thập kỷ đối với Khoa học hành tinh và Sinh học thiên văn từ năm 2023 tới năm 2032) của NASA, và sẽ bao gồm một tàu quỹ đạo cùng một đầu dò khí quyển. Các ví dụ khác bao gồm sứ mệnh Tianwen-4 của Trung Quốc, dự kiến là một tàu quỹ đạo Sao Mộc kết hợp bay ngang Sao Thiên Vương; và khái niệm sứ mệnh MUSE (Mission to Uranus for Science and Exploration) của ESA, tương tự như sứ mệnh UOP của NASA với một tàu quỹ đạo và đầu dò khí quyển.
Bryan
Theo Phys.org
