Vào năm 1977, với mục tiêu nghiên cứu những hành tinh nằm ở vòng ngoài của Hệ Mặt Trời, NASA đã phóng đi 2 tàu vũ trụ nằm trong chương trình Voyager. Mục tiêu của hai tàu là sẽ tiếp cận Mộc Tinh, Thổ Tinh, Thiên Vương Tinh và Hải Vương Tinh, chụp ảnh, đo đạc và sau đó chấm dứt nhiệm vụ của mình trong không gian.
Tàu Voyager 1 được chế tạo đầu tiên nhưng được phóng đi sau. Nó nặng 722 kg, chứa 11 thiết bị khoa học bao gồm hai camera, một phân cực kế quang học, hai quang phổ kế, 3 máy dò hạt, 2 hệ thống đo sóng radio, plasma và một 1 từ kế. Các thiết bị này sẽ nghiên cứu các đặc điểm của những vật thể mà Voyager 1 bay qua như khí quyển, từ quyển, trọng trường, thành phần hóa học, cấu tạo bề mặt... Tàu sử dụng năng lượng hạt nhân thông qua máy phát điện đồng vị phóng xạ. Voyager 1 được phóng đi ngày 5/9/1977 với tốc độ 15,7 km/s trên mặt phẳng Hoàng Đạo.
Trước đó 16 ngày, tàu Voyager 2 đã được phóng đi với tốc độ 17,23 km/s nhưng ở quỹ đạo thấp hơn mặt phẳng Hoàng Đạo. Điều này giúp nó có quỹ đạo đặc biệt để tiếp cận Thiên Vương Tinh và Hải Vương Tinh, điều mà Voyager 1 không thể làm được. Voyager 2 trở thành con tàu vũ trụ đầu tiên và duy nhất của loài người tiếp cận được 2 hành tinh ở xa nhất của Hệ Mặt Trời. Sẽ không thể có được con tàu vũ trụ nào khác làm được điều này với công nghệ hiện tại, bởi sự kiện sắp xếp thẳng hàng của các hành tinh chỉ diễn ra 176 năm một lần, và Voyager 2 đã sử dụng cơ hội đó để tiếp cận cùng lúc 2 hành tinh trên.
Quỹ đạo của hai tàu vũ trụ
Hành trình của tàu Voyager 2 diễn ra như sau: Năm 1979, nó đi ngang Mộc Tinh, tiếp cận hành tinh này ở khoảng cách 570.000 Km, và quan sát được cả vệ tinh Io. Nó chụp được rất nhiều hình ảnh về Mộc tinh, trong đó có cơn bão Chấm Đỏ Lớn, đồng thời cũng quan sát được các hoạt động núi lửa trên Io. Năm 1981, nó tiếp cận Thổ tinh và chụp hình ảnh về hành tinh này cũng như các vệ tinh của nó. Năm 1986, Voyager 2 tiếp tục tiếp cận Thiên Vương Tinh và phát hiện được 10 vệ tinh của hành tinh này mà trước đây chưa từng được biết đến. Năm 1989, nó tiếp cận Hải Vương tinh cùng với vệ tinh Triton. Tại đây, Voyager 2 đã phát hiện ra rằng con người đã tính toán sai khối lượng của Hải Vương tinh, dẫn đến việc nhiều nhà khoa học đặt ra giả thiết về một “hành tinh X” nào đó đã ảnh hưởng đến quỹ đạo của Hải Vương tinh. Thực tế chẳng có hành tinh nào đủ sức ảnh hưởng đến Hải Vương tinh cả, tuy nhiên giả thiết “hành tinh X” đã giúp Clyde Tombaugh tình cờ tìm ra Diêm Vương tinh vào năm 1930.
Vệ tinh Triton của sao Thổ chụp bởi Voyager 2
Còn với Voyager 1, nó có quỹ đạo cực đoan hơn so với Voyager 2 do không sử dụng “hỗ trợ hấp dẫn” từ các hành tinh mà nó bay qua. Nó cũng tiếp cận Mộc tinh vào năm 1979, nhưng ở khoảng cách 349.000 km tính từ tâm hành tinh. Điều này giúp nó chụp được những hình ảnh sắc nét hơn nhiều, đồng thời quan sát rõ nhiều vệ tinh của hành tinh này như Io, Ganymede, Calisto, Europa. Năm 1980, Voyager 1 tiếp cận Thổ tinh, tại đây nó đã chấm dứt nhiệm vụ chính của mình. Bởi vì 1 năm trước tàu vũ trụ Pioneer 11 đã khám phá ra một bầu khí quyển dày trên Titan, vệ tinh của Thổ tinh, nên Voyager 1 đã được điều chỉnh hướng bay để tiếp cận đến Titan. Sau rất nhiều hình ảnh và nghiên cứu nó thu được, hiệu ứng trọng lực thừa từ Titan đã khiến nó chệch hướng và bắn ra khỏi Hệ Mặt Trời, chấm dứt nhiệm vụ chính.
Bầu khí quyển của Titan chụp bởi Voyager 1
Bởi vì sử dụng máy phát điện đồng vị phóng xạ nên đến một lúc nào đó cả hai tàu Voyager sẽ ngừng hoạt động do sự phân rã phóng xạ. Hiện tại, chúng vẫn đang hoạt động và nhận các lệnh điều khiển từ Trái Đất thông qua sóng vô tuyến. Vì khoảng cách quá xa, cả hai tàu phải mất gần 40 giờ để nhận và phản hồi các lệnh. Cả hai tàu cũng dần tắt các thiết bị khoa học để tiết kiệm năng lượng. Dự kiến, chúng sẽ ngừng hoạt động hoàn toàn vào năm 2025.
Khi thoát khỏi Hệ Mặt Trời, Voyager 1 có vận tốc 17,1 km/s, biến nó thành tàu vũ trụ nhanh nhất của con người hiện vẫn hoạt động. Voyager 2 có vận tốc 15.341 km/s nên nó sẽ không bao giờ vượt qua được Voyager 1, dù nó có tốc độ phóng cao hơn.
Nếu không gặp phải va chạm gì, trong 40.000 năm nữa Voyager 1 sẽ đến được chòm sao Camelopardalis. Còn Voyager 2 hiện đang hướng đến sao Sirius và sẽ đến đó trong 296.000 năm nữa.
CÙNG CHUYÊN MỤC
