Công việc cả đời người ?
Vậy các nhà khoa học trẻ ngày nay nhìn nhận như thế nào trước viễn cảnh của việc nghiên cứu những sứ mệnh dài hạn như thế? Dễ hiểu thôi, một hành trình bảy năm trông như cả một đời người khi bạn mới 21 tuổi. Nhưng Spilker thấy bất ngờ trước số lượng bạn trẻ muốn nghiên cứu các sứ mệnh dài hạn. “Với Cassini, chúng tôi có hơn 50 nhà khoa học, phần lớn là những nhà khoa học mới khởi nghiệp, cạnh tranh nhau xin việc,” bà nói.
>> Xem Phần 2
Một trong số họ là Estelle Deau, người đến chỗ làm đúng lúc Cassini đi vào quỹ đạo. “Thoạt đầu, tôi nghĩ như thế là vừa đúng lúc,” bà nói, “nhưng tôi chưa chuẩn bị đầy đủ cho sứ mệnh đó, nhất là kế hoạch quan sát.” Trái lại, bà thừa nhận rằng bà thích ở lại đó ngay từ ngày đầu tiên, để có thể chuẩn bị cho kế hoạch quan sát của riêng bà. Rõ ràng, cảm giác “sở hữu số liệu” là mạnh mẽ, ngay cả trong số những người trẻ.
Là hệ quả của tinh thần cạnh tranh này, tỉ lệ chất xám tại JPL khá cao. Phát biểu vào tháng 7 tại Triển lãm Công nghệ Phi thuyền vũ trụ ở Los Angeles, giám đốc đại diện Eugene Tattini cho biết 31% nhân viên có bằng tiến sĩ, 33% là thạc sĩ hoặc tương đương và 27% đang học; chỉ 9% là không có bằng cấp. “Mọi người tại JPL đều là tiến sĩ ngoại trừ tạp vụ và giám đốc đại diện,” ông nói đùa. “Cái khác là tạp vụ đang nghiên cứu luận án của anh ta!”
Trong khi xác nhận những người trẻ vẫn gắn bó với khoa học vũ trụ, Tattini đã ví JPL là một giao lộ giữa một học viện hàn lâm và một công ti khởi nghiệp kiểu Thung lũng Silicon. “Một khám phá thường được thực hiện lúc 3 giờ sáng trong phòng thí nghiệm, bởi một nhà nghiên cứu có lẽ chưa từng mặc quần dài bao giờ,” ông nói, với ý bóng gió rằng những người làm việc tại đây thích mặc quần short bãi biển và ít khi nào chịu ăn mặc cho chỉnh chu tử tế.
Táo bạo dấn thân...
Kể từ khi Sứ mệnh Giữa các sao Voyager bắt đầu vào năm 1990, Voyager 1 đã tăng tốc về phía ranh giới ngoài của hệ mặt trời với tốc độ khoảng 60.000 km/h, hay chừng 3,6 đơn vị thiên văn (AU) mỗi năm (1 AU = khoảng cách từ Trái đất đến Mặt trời, xấp xỉ 150 triệu km). Vào tháng 12/2004, nó đã đi qua một nơi gọi là vùng sốc ranh giới cuối cùng, ở cự li khoảng 94 AU và đi vào nhật bao. Nó hiện nay ở cách Trái đất khoảng 18 tỉ km (122 AU), tại một nơi mà tín hiệu vô tuyến của nó, truyền đi ở tốc độ ánh sáng, mất đến 17 giờ 19 phút mới đi tới chúng ta.
Sau 35 năm chu du trong vũ trụ, hai phi thuyền Voyager hiện đang khảo sát một vùng không gian xoáy gọi là nhật bao, lớp ngoài cùng của nhật quyển – khối những hạt tích điện vây xung quanh Mặt trời của chúng ta. Khối này được chứa bởi áp suất bức xạ đối kháng của môi trường giữa các sao (ví dụ, từ các tia vũ trụ gốc thiên hà) và biến dạng theo chuyển động của Mặt trời bên trong Ngân hà. Dòng hạt tích điện từ Mặt trời thổi đến, thường gọi là gió mặt trời, truyền đi ở tốc độ siêu thanh cho đến khi nó băng qua một ranh giới có dạng phỏng cầu gọi là vùng sốc ranh giới cuối cùng – một sóng xung kích dừng – nơi đó nó giảm tốc đột ngột xuống tốc độ dưới tốc độ âm thanh và nóng lên. Voyager 1 đã đi qua vùng sốc ranh giới cuối cùng vào tháng 12/2004 và Voyager băng qua đó vào tháng 8/2007. Vùng ranh giới giữa nhật quyển và phần còn lại của vũ trụ được gọi là nhật dừng. Bên ngoài ranh giới này, không gian bị thống lĩnh bởi môi trường giữa các sao, cái được cho là bao gồm một từ trường mạnh tác dụng áp suất lên “bọt bóng” nhật quyển. Người ta cho rằng khi hệ mặt trời chuyển động trong môi trường bên ngoài này nó tạo ra một “cung xung kích” tương tự như cái hình thành trong khí quyển khi máy bay siêu thanh bay qua. Tuy nhiên, các phép đo từ Tàu thám hiêm Ranh giới Giữa các sao (IBEX) của NASA, phi thuyền rời bệ phóng hồi năm 2008, cho thấy một tương tác có phần nhẹ nhàng hơn. Theo lí thuyết hiện nay, Voyager 1 có thể đi qua nhật dừng vào không gian giữa các sao vào bất cứ lúc nào trong vòng vài năm tới, mặc dù nên lưu ý rằng nhật dừng không phải là một đường cố định trong không gian và có khả năng biểu hiện các dao động.
Vị trí của nhật dừng – ranh giới với không gian giữa các sao – không được biết rõ, nhưng ước tính Voyager 1 sẽ đi tới nó khoảng 10 năm sau khi đi qua vùng sốc ranh giới cuối cùng, cũng có thể là sớm hơn. Thật vậy, theo Stone, phi thuyền vũ trụ của chúng ta đã và đang ghi nhận một sự tăng dần dần tia vũ trụ gốc thiên hà trong ba hoặc bốn năm qua, và từ tháng 5 năm nay, “tia vũ trụ tới đã tăng thêm 5% trong một tuần và 9% trong một tháng”. Mặc dù sự tăng như thế không chứng minh điều gì cả, nhưng các nhà khoa học trông đợi một sự giảm đột ngột số lượng hạt năng lượng cao phát hiện từ bên trong nhật quyển khi phi thuyền băng qua nhật dừng, và con số đó đã và đang giảm. Một dấu hiệu nữa của sự đột phá sẽ là sự biến thiên định hướng của các đường sức từ, người ta trông đợi nó quay từ hướng đông-tây lệch một chút sang hướng bắc-nam.
“Khi hai phi thuyền Voyager rời bệ phóng vào năm 1977, kỉ nguyên vũ trụ chỉ mới có 20 tuổi,” Stone nói. “Nhiều người trong đội chúng tôi ước mơ vươn tới không gian giữa các sao, nhưng chúng tôi thật sự không có cách nào biết được một chuyến hành trình như thế sẽ kéo dài bao lâu – hoặc hai phi thuyền mà chúng ta đầu tư quá nhiều thời gian và công sức như thế có hoạt động đủ lâu để đi tới nơi hay không.”
Spilker vẫn lạc quan trước viễn cảnh trên: “Khi nghĩ tới hai phi thuyền Voyager ngày nay, tôi nghĩ tới Energizer Bunny (con thỏ quảng cáo pin Energizer ở Bắc Mĩ). Chúng tiếp tục đi mãi đi mãi... cho đến tận cùng của hệ mặt trời.”
Đa số các nhà vật lí sẽ đánh giá đúng sự hào hứng của việc tìm kiếm một “điểm số liệu” nữa trong lĩnh vực nghiên cứu riêng của họ, nhưng có lẽ việc đánh giá đúng một sức hấp dẫn tương tự trong một lĩnh vực khác thì khó khăn hơn. Stone giúp đưa Voyager tiếp tục sứ mệnh trong bối cảnh đó. “Việc phát hiện ra ranh giới của bọt bóng nhật quyển sẽ là một cột mốc lịch sử trong hành trình dài hơi nhất của nhân loại. Bên trong cái bọt đó là gió mặt trời và từ trường của Mặt trời; đó là nơi hai phi thuyền Voyager đã chu du trong 35 năm qua và là nơi trú ngụ của toàn bộ các hành tinh và đa số vật thể thuộc Vành đai Kuiper. Ở bên ngoài là gió thổi đến từ những vụ nổ sao siêu mới của những ngôi sao láng giềng xảy ra từ 5 đến 20 triệu năm trước.”
Câu hỏi duy nhất còn lại là hai phi thuyền Voyager có thể tồn tại bao lâu nữa. Liệu chúng có sẽ về vườn hay không, giống như những con người đã dành trọn sự nghiệp của họ cho chúng, cho một sứ mệnh cả đời người?
- Mark Williamson (Physics World, tháng 12/2012)`
