Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) mới đây đã công bố loạt ảnh đầu tiên từ nhiệm vụ không gian đặc biệt Proba-3, đánh dấu cột mốc quan trọng khi con người lần đầu tiên tạo ra hiện tượng nhật thực nhân tạo trong không gian để nghiên cứu sâu hơn về vành nhật hoa của Mặt Trời – vùng khí nóng bao quanh Mặt Trời nhưng rất khó quan sát từ Trái Đất.
Tái hiện nhật thực trong vũ trụ bằng vệ tinh
Nhiệm vụ Proba-3 được phóng vào tháng 12/2024 bằng tên lửa PSLV-XL từ Ấn Độ, sử dụng hai vệ tinh hoạt động theo đội hình cực kỳ chính xác. Một vệ tinh có tên Occulter được thiết kế để hoạt động như “Mặt Trăng nhân tạo”, chặn ánh sáng trực tiếp từ Mặt Trời, trong khi vệ tinh thứ hai – Coronagraph – mang theo kính thiên văn ASPIICS chụp ảnh phần vành nhật hoa vừa bị che khuất. Cặp đôi vệ tinh này cách nhau đúng 150 mét, và có thể giữ vững đội hình trong không gian tới từng milimet, mà không cần điều khiển từ mặt đất.
Điều này cho phép các nhà khoa học mô phỏng hiệu ứng nhật thực toàn phần một cách chủ động và kéo dài, thay vì chỉ trông chờ vào những khoảnh khắc ngắn ngủi vài phút từ những lần nhật thực tự nhiên hiếm hoi trên Trái Đất.
Khám phá vành nhật hoa – điều chưa từng dễ dàng
Vành nhật hoa là lớp khí nóng có nhiệt độ hàng triệu độ C bao quanh Mặt Trời, nơi phát sinh ra các cơn bão plasma, gió Mặt Trời và các vụ phun trào khổng lồ (CME) có thể ảnh hưởng đến từ trường Trái Đất và gây gián đoạn hệ thống viễn thông, điện lực. Tuy nhiên, việc quan sát vùng này rất khó vì ánh sáng từ đĩa Mặt Trời mạnh hơn tới một triệu lần so với vành nhật hoa, khiến phần này thường bị lóa và mất chi tiết.
Để khắc phục điều này, các nhà khoa học phải sử dụng thiết bị che vành nhật hoa (coronagraph), nhưng hiệu quả bị giới hạn nếu đặt trên mặt đất do sự tán xạ ánh sáng trong khí quyển. Đó là lý do tại sao Proba-3 – hoạt động trong môi trường không trọng lực – được kỳ vọng sẽ mang lại dữ liệu rõ ràng và chưa từng có về cấu trúc phức tạp này.
Ngày 23/5/2025, vệ tinh Occulter đã che chính xác đĩa Mặt Trời, tạo bóng hoàn hảo cho kính viễn vọng ASPIICS ghi lại hình ảnh của vành nhật hoa. Mỗi bức ảnh là sự kết hợp của ba ảnh với thời gian phơi sáng khác nhau, giúp thu nhận được toàn bộ dải độ sáng – từ những chi tiết cực sáng gần rìa Mặt Trời đến những vùng rất mờ ở xa.
Việc xử lý và tái tạo hình ảnh này do Đài quan sát Hoàng gia Bỉ phụ trách. Theo nhà nghiên cứu Andrei Zhukov, đây là bước tiến lớn trong lĩnh vực vật lý Mặt Trời, khi lần đầu tiên con người có thể kiểm soát hoàn toàn điều kiện để quan sát hiện tượng thiên văn tự nhiên.
Hoạt động bay chính xác từng milimet
Điểm đặc biệt của Proba-3 nằm ở khả năng duy trì vị trí tuyệt đối chính xác giữa hai vệ tinh, dù chúng cách xa nhau 150 mét trong không gian. Các vệ tinh chỉ thực hiện đội hình này khi bay đến điểm xa nhất trên quỹ đạo elip, nơi lực hút Trái Đất, từ trường và cản khí quyển yếu nhất. Điều này giúp tiết kiệm nhiên liệu và đảm bảo ổn định cao cho quá trình chụp ảnh.
Vệ tinh Occulter có đường kính 1,4 mét, tạo ra vùng bóng nhỏ chỉ 8 cm trên cảm biến của thiết bị ASPIICS. Dù kích thước rất nhỏ và khoảng cách rất lớn, toàn bộ hệ thống hoạt động hoàn toàn tự động với độ chính xác tối ưu – một thành tựu kỹ thuật đáng kinh ngạc của ngành hàng không vũ trụ châu Âu.
Trong suốt hai năm vận hành, ESA kỳ vọng Proba-3 sẽ thu về hơn 1.000 giờ hình ảnh về vành nhật hoa – lượng dữ liệu lớn hơn bất kỳ sứ mệnh nào từng có. Những thông tin này sẽ đóng vai trò quan trọng trong việc hiểu rõ hoạt động từ tính, năng lượng và tương tác khí quyển của Mặt Trời, đồng thời giúp dự báo chính xác hơn các hiện tượng thời tiết không gian ảnh hưởng đến Trái Đất.
Proba-3 không chỉ đánh dấu lần đầu tiên loài người chủ động tạo ra nhật thực ngoài không gian, mà còn mở đường cho nhiều ứng dụng trong các sứ mệnh quan sát hành tinh, tìm kiếm sự sống và bảo vệ Trái Đất khỏi rủi ro từ thiên văn.
Từ trước đến nay, hiện tượng nhật thực luôn mang tính hiếm hoi và ngắn ngủi, chỉ xuất hiện vài lần mỗi thế kỷ tại một khu vực cụ thể. Nhờ bước tiến của ESA với Proba-3, giờ đây chúng ta đã có công cụ tái tạo nhật thực một cách chủ động và chính xác trong không gian, phục vụ mục đích nghiên cứu khoa học lâu dài. Đây không chỉ là kỳ tích của kỹ thuật không gian mà còn là một bước tiến vượt bậc trong việc hiểu sâu hơn về ngôi sao trung tâm của hệ Mặt Trời – Mặt Trời.
