Vũ trụ vẫn mãi là một nơi bí ẩn mà các nhà khoa học biết rất ít về nó, nhưng một sứ mệnh khảo sát từ trường địa cầu của NASA sắp làm sáng tỏ một sự kiện đặc biệt bí ẩn gọi là sự tái kết nối từ. Nó xảy ra khi các đường sức từ giao cắt, triệt tiêu, và nối lại làm giải phóng năng lượng từ ở dạng nhiệt và động năng của hạt tích điện.
Ảnh minh họ bốn phi thuyền Đa cấp Từ quyển (MMS) đang khảo sát sự tái kết nối từ bên trong từ trường của Trái đất (từ quyển). Ảnh: Viện Nghiên cứu Tây Nam
Trên mặt trời, sự tái kết nối từ gây ra các tai lửa bùng nổ dữ dội hơn cả vài quả bom nguyên tử hợp sức lại. Trong khí quyển của Trái đất, sự tái kết nối từ gây ra những cơn bão từ và cực quang, và trong các phòng thí nghiệm trên Trái đất, nó có thể gây ra những trục trặc lớn ở các lò phản ứng nhiệt hạch.
Mặc dù việc nghiên cứu sự tái kết nối từ đã có từ những năm 1950 và bất chấp vô số bài báo khoa học đã dốc sức giải quyết vấn đề hóc búa này, nhưng các nhà khoa học vẫn không thể đi đến một mô hình được chấp nhận chung.
Năm 2014, NASA có kế hoạch phóng một vệ tinh sẽ làm tăng đáng kể kiến thức của chúng ta về hiện tượng này. NASA sẽ phóng sứ mệnh Đa cấp Từ quyển (MMS), một bộ gồm bốn phi thuyền giống hệt nhau sẽ nghiên cứu sự tái kết nối từ trong phòng thí nghiệm tốt nhất mà người ta có thể có – đó là từ quyển của Trái đất. Bộ tứ phi thuyền sẽ thu về những phép đo cần thiết để kiểm tra các lí thuyết đang thịnh hành như làm thế nào sự tái kết nối từ có thể xảy ra và nó tiến triển qua các giai đoạn như thế nào.
Mới đây, NASA và một ủy ban thẩm định độc lập đã chịu khó xem xét từng khía cạnh của sứ mệnh MMS, và đã hoàn tất thành công bản đánh giá thiết kế thiết yếu của sứ mệnh trên. Việc đánh giá kĩ thuật này được tổ chức nhằm đảm bảo rằng một sứ mệnh có thể tiến tới chế tạo, chứng minh và kiểm nghiệm và có thể đáp ứng các yêu cầu như chi phí, lịch trình, nguy cơ và các ràng buộc hệ thống khác.
Theo nhà khoa học ủy nhiệm của dự án MMS, Mark Adrian thuộc Trung tâm Bay Vũ trụ Goddard của NASA ở Greenbelt, Md: “Đây là cuộc đua cuối cùng trước khi các đội phi thuyền và thiết bị bắt tay vào chế tạo phần cứng bay thực sự”.
MMS đã được phê chuẩn cho triển khai hồi tháng 6/2009 sau một đợt đánh giá thiết kế sơ bộ vào tháng 5/2009.
Tiến sĩ James L. Burch thuộc Viện nghiên cứu Tây nam ở San Antonio, Texas, sẽ lãnh đạo đội khoa học MMS. Theo Burch, “Sự tái kết nối từ là một quá trình vật lí cơ bản xảy ra trong khắp vũ trụ. MMS sẽ cho phép chúng ta nghiên cứu quá trình động này trong môi trường không gian gần Trái đất, nơi nó truyền năng lượng từ gió mặt trời vào từ quyển và gây ra các nhiễu loạn gọi là thời tiết vũ trụ”.
Goddard là trung tâm quản lí dự án trên. Các kĩ sư ở đó sẽ thực hiện việc thẩm tra môi trường cần thiết, xây dựng phi thuyền và tích hợp cả bốn bộ thiết bị vào các vệ tinh MMS, cung cấp thiết bị điều hành và tên lửa phóng, và phát triển Trung tâm Điều hành Sứ mệnh để theo dõi và điều khiển phi thuyền trên.
MMS sẽ mang theo các bộ máy phân tích plasma giống hệt nhau, các máy dò hạt năng lượng cao, các từ kế, các thiết bị điện trường và một dụng cụ ngăn không cho phi thuyền tích điện làm quấy nhiễu các phép đo có độ nhạy cao.
Các nhà khoa học và kĩ sư tại Goddard đã thiết kế và sẽ xây dựng một trong các thiết bị trên – Thiết bị Plasma Nhanh, dụng cụ sẽ đo sự phân bố ion và electron cùng điện trường và từ trường với độ phân giải thời gian mili giây và độ chính xác chưa có tiền lệ.
Hiện nay, theo lịch định, MMS sẽ rời bệ phóng vào tháng 8/2014 từ Căn cứ Không quân Mũi Canaveral, Florida, trên tên lửa Atlas V.
Nguồn: PhysOrg.com
