NASA công bố hoạt động giải cứu tàu Fermi trước thảm họa va chạm
với "cục sắt" nặng 1,4 tấn
Hồi tháng 3 năm ngoái, vệ tinh quan sát không gian Fermi đã tránh khỏi một vụ va chạm khủng khiếp với "rác" vũ trụ. Bằng những nổ lực tuyệt vời của các nhà khoa học tại NASA, con tàu trị giá nửa tỉ đô đã được cứu sống và mãi đến hôm nay, Cơ quan hàng không vũ trụ Mỹ mới chính thức công bố những gì họ đã làm để giải cứu Fermi.
Chuyện bắt đầu từ ngày 29 tháng 3 năm 2012 khi Julie McEnery - một nhà nghiên cứu phụ trách dự án khoa học của Fermi kiểm tra hòm thư điện tử của mình như thường lệ. Cô đã giật mình khi nhìn thấy một loạt tin nhắn được gởi tự động trong suốt 6 ngày cho thấy quỹ đạo của Fermi sẽ giao cắt với đường đi của một mảnh rác vũ trụ. Nghe có vẻ không nghiêm trọng lắm nếu thứ va chạm với Fermi chỉ là một con ốc hay một con chip rơi ra từ một vệ tinh nào đó nhưng thực sự là ... Fermi đang đối mặt với một vệ tinh gián điệp nặng hơn 1,4 tấn có tên Cosmos 1805, được Liên Xô phóng trong thời kỳ chiến tranh lạnh.
Được phóng lên quỹ đạo thấp của Trái Đất vào năm 2008, Fermi là một tàu quan sát không gian, sử dụng kính thiên văn tia gamma để bản đồ hóa các tia sáng có mức năng lượng cao nhất trong vũ trụ. Fermi có kích thước khoảng 1,8 m2 vuông, cao 2,9 m, rộng 15 m tính cả 2 "cánh" pin mặt trời và có tổng trọng lượng lên đến 4,3 tấn.
Các trang thiết bị trên Fermi được phát triển để phục vụ cho công tác nghiên cứu về vật lý học thiên thể và các hiện tượng vũ trụ chẳng hạn như các hạt nhân hoạt hóa trong thiên hà, ẩn tinh, các chùm tia gamma, các nguồn năng lượng cao và vật chất tối. Fermi hiện đã ở trên quỹ đạo được 5 năm và con tàu được thiết kế để có thể hoạt động trong suốt 10 năm.
Còn về phần Cosmos 1805, đây là một vệ tinh truyền thông quân sự lớp Tselina D của Liên Xô được phóng từ sân bay vũ trụ Plesetsk vào năm 1986. Nhiệm vụ của Cosmos 1805 là theo dõi các tín hiệu từ hoạt động quân sự ngoài khơi và thời gian hoạt động của nó chỉ kéo dài trong 6 tháng. Tuy nhiên, do vấn đề rác vũ trụ đến nay vẫn chưa được quan tâm đúng mực nên Cosmos 1805 vẫn bay trên quỹ đạo của nó gần 27 năm qua. Con tàu nặng 1,4 tấn và bay trên một quỹ đạo gần cực. Vì vậy, quỹ đạo của nó sẽ vuông góc với quỹ đạo của Fermi.
Cả 2 vật thể đều đang bay với vận tốc khoảng 11 km/s và NASA ban đầu dự đoán sẽ chúng bay cắt mặt nhau trong cự ly chỉ 213 m. Mặc dù cự ly này khá an toàn nhưng các nhà quản lý sứ mạng không thể không cẩn thận. Bởi lẽ vào tháng 2 năm 2009, vệ tinh truyền thông Iridium 33 và tàu Cosmos 2251 đã va chạm vào nhau ở một vị trí cách vùng Siberi của Nga 800 km, để lại 1,5 tấn mảnh vỡ kim loại trôi tự do trong không gian. Trước khi vụ va chạm xảy ra, hệ thống theo dõi vệ tinh đã đưa ra dự đoán 2 con tàu sẽ chệch nhau khoảng 584 m. Nếu Fermi va chạm với Cosmos 1805, 2 con tàu sẽ bị phá hủy hoàn toàn và năng lượng từ vụ nổ sẽ tương đương với 2,5 tấn thuốc nổ cực mạnh.
Vì vậy, NASA đã quyết định cho Fermi bay tránh tàu Cosmos 1805 đang lao tới rất nhanh. Nhưng trớ trêu thay, để thực hiện điều này thì Fermi phải sử dụng đến các động cơ đẩy - ban đầu được thiết kế nhằm đẩy con tàu ra khỏi quỹ đạo sau khi kết thúc sứ mạng để nó tự cháy khi lao xuống khí quyển và không đe dọa đến các vệ tinh khác.
Mặc dù mục đích của NASA là đưa Fermi ra khỏi tầm nguy hiểm nhưng bản thân giải pháp này cũng ẩn chứa nhiều rủi ro. Cụ thể, trước khi kích hoạt động cơ đẩy, Fermi phải ngưng mọi hoạt động chụp quét bầu trời, định hướng vệ tinh dọc theo hướng chuyển động, gập gọn các cánh pin mặt trời và hạ ăng-ten giao tiếp xuống. Thêm nữa, hệ thống động cơ đẩy trên Fermi chưa từng được NASA thử nghiệm và chỉ một sai sót nhỏ tiềm năng sẽ khiến Fermi trở thành một cục sắt không hơn không kém. Đây là lý do tại sao NASA rất thận trọng với quyết định này.
Cuối cùng, mọi chuyện đã diễn ra thuận buồm xuôi gió khi động cơ đẩy được kích hoạt vào ngày 3 tháng 4 và Fermi đã trở lại hoạt động quan sát khoa học trong chỉ 1 giờ sau đó. Ngày hôm sau, Fermi và Cosmos 1805 tiếp tục gặp nhau nhưng vị trí của cả 2 đã cách xa 10 km - một cự ly an toàn hơn nhiều.
"Việc điều hướng được thực hiện trên Fermi dựa trên các thủ tục mà chúng tôi đã phát triển từ rất lâu trước đây, rất đơn giản, chỉ là kích hoạt tất cả các động cơ đẩy trong vòng 1 giây. Chúng tôi đã nhiều lần trì hoãn và căng thẳng trước khi đưa ra quyết định nhưng khi sự việc kết thúc, chúng tôi đã thở phào nhẹ nhõm rằng mọi thứ đã diễn ra tốt đẹp," Eric Stoneking - kỹ sư trưởng bộ phận kiểm soát độ cao của Fermi cho biết.
Ngày nay, hoạt động điều hướng để tránh va chạm giữa các vệ tinh đã trở thành một yêu cầu bắt buộc và thường xuyên. Mặc dù vậy, số lượng mảnh vỡ trong vũ trụ vẫn tiếp tục tăng. Không phải tất cả trong số chúng đều có thể phát hiện được và rất ít mảnh vỡ trên quỹ đạo vẫn còn khả năng điều chỉnh hướng bay. Điều này đã được nhấn mạnh bởi chỉ huy trưởng Chris Hatfield điều hành trạm không gian quốc tế ISS khi ông phát hiện ra một mảnh vỡ nhỏ đã làm thủng một lỗ trên tấm pin mặt trời của trạm.
Dưới đây là video mô tả Fermi đã "hút chết" như thế nào:
