Bộ sưu tập cá nhân do Hoài Nghiêm thực hiện
Lịch sử và tương lai sao Hỏa
Khi sao Hỏa gần vị trí gần Trái đất nhất của nó, hàng loạt sứ mệnh không gian sắp tới được sắp đặt để cách mạng hóa sự hiểu biết của chúng ta về bề mặt và bầu khí quyển của hành tinh đỏ. Sứ mệnh còn giái thích bí mật có hay không sự sống đã từng tồn tại trên sao Hỏa.
Một trong những phát hiện sâu sắc nhất nổi bật lên từ quá khứ 40 năm thám hiểm không gian là những điều kiện môi trường giống như môi trường mà chúng ta hưởng trên Trái đất là cực kì hiếm. Tuy nhiên, có một danh sách ngắn những nơi đặc biệt trong hệ mặt trời của chúng ta mà các nhà thiên văn tin rằng có thể đã từng một lần - hay có lẽ vẫn còn - rất giống với Trái đất. Sao Hỏa nằm đầu danh sách đó.
Hiện nay, sao Hỏa là một thế giới lạnh, khô xác ra và không mến khách với một bề mặt lộng gió và cằn cỗi. Tuy nhiên, dữ liệu của các kính thiên văn, các sứ mệnh không gian, và những nghiên cứu về các thiên thạch đến từ sao Hỏa vẽ nên một bức tranh rất khác thuộc vài tỉ năm đầu của lịch sử hành tinh này. Bằng chứng thuyết phục hiện có là áp suất khí quyển đủ cao để nước lỏng ổn định trong những thời gian dài trên bề mặt và đóng một vai trò quan trọng trong sự tiến hóa địa chất và khí hậu của hành tinh.
Hình 1. Người láng giềng bí ẩn của chúng ta
Ảnh màu từ tàu Viking của sao Hỏa,
cho thấy hệ thống hẻm núi Valles Marineris (ở giữa)
và ba vùng núi lửa lớn dọc theo rìa phía tây (trái).
(Ảnh : NASA/JPL)
Nhưng nhiều bằng chứng còn mơ hồ, và nhiều câu hỏi chú yếu vẫn chưa được giải quyết. Sao Hóa sơ khai có thật sự "ấm và ẩm" như một số nhà thiên văn giả định? Các điều kiện môi trường thay đổi chậm chạp, nhanh chóng hay thay đổi từng hồi theo thời gian? Chuyện gì đã xảy ra với nước đã từng một lần chảy trên những thể tích đáng kể trên bề mặt hành tinh? Có lẽ quan trọng nhất, sao Hỏa thuở sơ khai là một thế giới có thể ở được, và - nếu vậy - sự sống đã từng hình thành, tồn tại và tiến hóa ở đó?
Thám hiểm sao Hỏa và thử trả lời những câu hỏi này thật không dễ dàng gì. Kể từ khi Liên Xô phóng sứ mệnh Marsnik năm 1960, các quốc gia chinh phục không gian trên thế giới đã gửi hơn 35 sứ mệnh bay ngang qua, bay trên quỹ đạo, đổ bộ và bay vòng quanh hành tinh đỏ. Tuy nhiên, chưa đến một nửa những sứ mệnh này đã thành công, do sự kết hợp của các lỗi máy móc và con người, hay chỉ đơn giản là do kém may mắn. Bất chấp những thất bại thường xuyên, chúng ta vẫn kiên trì và tiếp tục thăm dò thành công, thu thập những dữ liệu phong phú về bề mặt hành tinh, bầu khí quyển và các điều kiện bên trong. Các dữ liệu này mang đến một loạt những phát hiện và sự ngạc nhiên đã thôi thúc và gây cảm hứng cho các nhà nghiên cứu tiếp tục thám hiểm người bạn láng giềng bí ẩn của chúng ta (hình 1).
Những phát hiện ban đầu
Những thế kỉ quan sát bằng kính thiên văn cho biết sao Hỏa có một bề mặt và bầu khí quyển động lực học. Các quan trắc phổ tiến hành hồi những năm 1940 và 1950 lần đầu tiên cho phép xác định thành phần, áp suất và nhiệt độ của khí quyển sao Hỏa. Chúng ta biết là nó chủ yếu chứa carbon dioxide ở nhiệt độ trung bình 250 K (hay ­23 oC) và áp suất bề mặt 5-10 millibar. Các quan trắc ảnh và phổ ở những bước sóng khả kiến đến hồng ngoại gần hồi những năm 1950 và 1960 cũng cung cấp thông tin cơ bản về bề mặt hành tinh.
Các vùng sáng, hơi đỏ hình như chứa các khoáng sắt oxy hóa cao (Fe3+). Những vùng tối hơn, đo đỏ dường như cấu thành từ những khoáng sắt núi lửa oxy hóa kém hơn (Fe2+), còn các chóp cực sáng, thay đổi theo mùa có vẻ chứa nước đóng băng, và, có khả năng, carbon dioxide rắn. Mặc dù những phát hiện này đẩy kĩ thuật kính thiên văn tới các giới hạn của nó, nhưng các quan trắc về cơ bản bị giới hạn bởi độ phân giải không gian tương đối thấp mà các quan trắc trên mặt đất có thể thu được. Các chi tiết tốt nhất, nhỏ nhất có thể nghiên cứu đáng tin cậy về sao Hỏa vẫn còn ở mức hàng trăm km bề ngang.
Phi thuyền thám hiểm tiếp cận sao Hỏa bắt đầu với các tàu Mariner 4, 6 và 7 của NASA trong thập niên 1960. Các sứ mệnh này là những thành tựu kĩ thuật ngoạn mục, nhưng chúng chỉ cung cấp một cái nhìn thoáng qua sự rắc rối và bí mật của hành tinh. Có lẽ phát hiện quan trọng nhất dựa trên dữ liệu phản hồi từ các sứ mệnh này được thực hiện năm 1966 bởi nhà vật lí Robert Leighton và nhà địa chất hành tinh Bruce Murray, cả hai người đều ở Viện kĩ thuật California. Họ nhận thấy nhiệt độ và áp suất ở bề mặt Hỏa tinh cứ như là carbon dioxide trong khí quyển cân bằng với carbon dioxide trên bề mặt. Tiên đoán này và các tiên đoán khác đã được xác nhận bởi các sứ mệnh sau đó. Họ cho biết sao Hỏa hiện nay có một khí hậu dị thường bị thống trị bởi sự hóa đặc và thăng hoa của thành phần khí quyển chính của nó, carbon dioxide.
Phi thuyền đầu tiên bay quanh sao Hỏa - Mariner 9 năm 1971 và đôi tàu song sinh Viking năm 1976 - xác nhận sự tồn tại carbon dioxide ở các chóp cực. Các sứ mệnh này cũng cho biết sao Hỏa không chỉ là một chấm đỏ sáng trên bầu trời, mà thật sự là một
nơi có địa chất lí thú và bầu khí quyển động lực học. Thật vậy, Mariner và Viking tiết lộ sao Hỏa là một hành tinh cao cấp trong hệ mặt trời : nó có những ngọn núi cao nhất, những hẻm núi dài nhất, và những cơn bão bụi rộng lớn nhất. Bán cầu nam có vẻ cổ xưa, thống trị ở nhiều nơi bởi cảnh tượng lởm chởm giống như mặt trăng với những miệng núi lửa do va chạm xếp khít nhau. Trong khi đó, bán cầu bắc có tương đối ít các miệng núi lửa và do đó có vẻ trẻ hơn. Nó cũng nhẵn hơn, phẳng hơn và thống trị nhiều nơi bởi những ngọn núi lửa khổng lồ với các hệ thống dòng dung nham rộng.
Những phép đo khác từ tàu quỹ đạo Viking xác nhận khí quyển sao Hỏa hiện nay rất khô. Nếu toàn bộ hơi nước trong khí quyển sao Hỏa ngưng tụ lại và trải ra như một lớp nước trên toàn hành tinh, nó chỉ hình thành một màng dày 10 µm. (Ngược lại, nếu giả định tương tự với nước trên Trái đất, sẽ tạo ra một lớp nước sâu 10 m). Bất chấp sự khô khan hiện nay của hành tinh, các ảnh Viking tiết lộ bằng chứng tuyệt vời cho một vài loại đặc điểm hình như tạo thành từ nước, chúng chỉ có thể hình thành nếu như khí quyển sao Hỏa có một số điểm ấm hơn và ở áp suất cao hơn. Thật vậy, khi xem xét gần hơn, nhiều vùng miệng núi lửa nặng nề cho thấy bằng chứng về những hình ảnh xói mòn dường như cũng phù hợp với các điều kiện khí quyển dày hơn trong quá khứ. Một số nhà thiên văn thậm chí cho rằng các đặc điểm khác nhau trong những tấm ảnh có lẽ là dải đất ven bờ của một đại dương cổ đã từng một lần trải hầu khắp bán cấu bắc (hình 2).
Trong khi tàu quỹ đạo Viking hé mở các bí mật từ trên cao, hai tổ hợp đổ bộ mà phi thuyền gửi xuống bề mặt đã ghi lại lần đầu tiên một biên niên chi tiết các điều kiện bề mặt. Các tổ hợp Viking thả xuống sao Hỏa năm 1976 và chụp ảnh các cảnh đầy bụi bậm, rải rác đá chìm ngập trong màu sắc đo đỏ của bầu khí quyển đầy bụi, tán xạ cao. Các bộ cảm biến áp suất trên tàu đổ bộ hoạt động trong vài năm sao Hỏa và ghi lại các thay đổi theo mùa của hơn 25% trong áp suất bề mặt - gấp hai lần số liệu quan sát trong những cơn bão mạnh nhất trên Trái đất. Các kết quả này xác nhận sự trao đổi đáng kể của bề mặt và carbon dioxide khí quyển thật sự xảy ra nửa năm một lần ở các vùng cực (một năm sao Hỏa tương đương 687 ngày Trái đất).
......
http://www.angelfire.com/sk3/baibaohay/
.....Như-Ý
