Tàu vũ trụ Ấn Độ chỉ mới chạm xuống Mặt trăng cách đây một tháng, nhưng nó đã có một số đóng góp lớn cho khoa học.
Sau khi sứ mệnh thám hiểm Mặt trăng Chandrayaan-3 của Ấn Độ thành công mỹ mãn, các nhà khoa học nước này đang tiếp tục phân tích bộ dữ liệu mà tàu đổ bộ Vikram và tàu thám hiểm Pragyan gửi về Trái đất sau 1 ngày Trăng (bằng 14 ngày Trái đất) làm việc miệt mài tại đây.
Chandrayaan-3 đã, đang cung cấp cho các nhà khoa học dữ liệu mới có giá trị và thêm nguồn cảm hứng để khám phá Mặt trăng. Tổ chức Nghiên cứu Vũ trụ Ấn Độ (ISRO) liên tục chia sẻ những kết quả ban đầu này với thế giới.
Một trong số đó là thành tựu đáng kể của tàu thám hiểm Pragyan trong việc phát hiện các nguyên tố như sắt, titan, nhôm, canxi, và đặc biệt là lưu huỳnh (cùng nồng độ khác biệt của nó) trong đất Mặt trăng.
Bộ đôi tàu đổ bộ Vikram và tàu thám hiểm Pragyan của sứ mệnh Chandrayaan-3. (Ảnh: ISRO).
Trước đây, các nhà khoa học hành tinh đã biết rằng lưu huỳnh tồn tại trong đá và đất của Mặt trăng, nhưng chỉ ở nồng độ rất thấp. Những phép đo mới của tàu Ấn Độ cho thấy có thể có nồng độ lưu huỳnh trong đất Mặt trăng cao hơn dự đoán.
Tàu Pragyan có hai thiết bị phân tích thành phần nguyên tố của đất – gồm Máy quang phổ tia X hạt alpha (APXS) và Máy quang phổ phân huỷ bằng laser (LIBS). Cả hai dụng cụ này đều dùng để đo nồng độ lưu huỳnh trong đất gần Điểm Shiv Shakti - khu vực hạ cánh của tàu đổ bộ Vikram thuộc sứ mệnh Chandrayaan-3.
Lưu huỳnh trong đất gần các cực của Mặt trăng có thể giúp các phi hành gia sống sót ngoài Trái đất trong tương lai. Đó là lý do, các nhà thiên văn học xem phát hiện này của tàu Ấn Độ là minh chứng điển hình cho khám phá Mặt trăng thời đại mới.
Lưu huỳnh trong đất của Mặt trăng
Các nhà khoa học cho biết, có hai loại đá chính trên bề mặt Mặt trăng – đá núi lửa tối màu và đá cao nguyên sáng màu. Sự chênh lệch độ sáng giữa hai loại đá này tạo nên hình ảnh "khuôn mặt người trên Trăng" quen thuộc khi chúng ta nhìn bằng mắt thường.
Khi các nhà khoa học đo thành phần đất và đá Mặt trăng trong phòng thí nghiệm trên Trái đất, họ đã phát hiện ra rằng vật liệu từ vùng đồng bằng núi lửa tối có xu hướng chứa nhiều lưu huỳnh hơn vật liệu ở vùng cao nguyên sáng hơn.
Sự chênh lệch độ sáng giữa hai loại đá này tạo nên hình ảnh "khuôn mặt người trên Trăng" quen thuộc khi chúng ta nhìn bằng mắt thường. (Ảnh: Internet).
Giải thích điều này, các nhà nghiên cứu cho biết: "Lưu huỳnh chủ yếu đến từ hoạt động núi lửa. Loại đá sâu dưới bề mặt Mặt trăng chứa lưu huỳnh và khi những tảng đá này tan chảy, lưu huỳnh sẽ trở thành một phần của magma. Khi đá tan chảy gần bề mặt, phần lớn lưu huỳnh trong magma trở thành khí thoát ra cùng với hơi nước và carbon dioxide (CO2)".
Một phần lưu huỳnh tồn tại trong magma và được giữ lại trong đá sau khi nguội. Quá trình này giải thích tại sao lưu huỳnh chủ yếu liên quan đến đá núi lửa tối màu trên Mặt trăng.
Các phép đo lưu huỳnh tại chỗ trong đất Mặt trăng từ tàu thám hiểm Pragyan của Chandrayaan-3 đánh dấu là lần đầu tiên thực hiện trên Mặt trăng. Và dữ liệu ban đầu cho thấy điều hoàn toàn ngược lại.
Dữ liệu chưa hiệu chuẩn được thu thập bởi công cụ LIBS của Pragyan cho thấy rằng đất vùng cao nguyên trên Mặt trăng (gần các cực) có thể có nồng độ lưu huỳnh cao hơn đất vùng cao nguyên từ xích đạo, và thậm chí có thể cao hơn cả đất núi lửa tối màu.
Các nhà khoa học lưu ý, để biết chính xác nồng độ lưu huỳnh trong đất Mặt trăng vẫn phải thông qua một quá trình có tên là hiệu chuẩn dữ liệu từ ISRO.
Nhưng những kết quả ban đầu này mang lại cho các nhà khoa học chuyên nghiên cứu Mặt trăng những hiểu biết mới về cách nó hoạt động như một hệ thống địa chất.
Sự hình thành lưu huỳnh trong khí quyển
Việc đo nồng độ lưu huỳnh được các nhà khoa học quan tâm vì ít nhất 2 lý do.
Đầu tiên, những phát hiện này chỉ ra rằng đất vùng cao nguyên ở các cực Mặt trăng có thể có thành phần cơ bản khác nhau so với đất vùng cao nguyên ở vùng xích đạo Mặt trăng. Sự khác biệt về thành phần này có thể xuất phát từ điều kiện môi trường khác nhau giữa hai khu vực – các cực nhận được ít ánh sáng Mặt trời trực tiếp hơn so với vùng xích đạo.
Thứ hai, những kết quả ban đầu này cho thấy bằng cách nào đó đất Mặt trăng ở các vùng cực có nhiều lưu huỳnh hơn. Lưu huỳnh tập trung ở đây có thể hình thành từ bầu khí quyển cực kỳ mỏng của Mặt trăng.
Các vùng cực của Mặt trăng nhận được ít ánh sáng Mặt trời trực tiếp hơn và kết quả là có nhiệt độ cực thấp so với phần còn lại của Mặt trăng. Nếu nhiệt độ bề mặt giảm xuống dưới -73 độ C, thì lưu huỳnh từ khí quyển Mặt trăng có thể tích tụ trên bề mặt ở dạng rắn – giống như sương giá trên cửa sổ.
Lưu huỳnh ở các vùng cực cũng có thể có nguồn gốc từ các vụ phun trào núi lửa cổ xưa xảy ra trên bề mặt Mặt Trăng hoặc từ các thiên thạch chứa lưu huỳnh va vào bề mặt và bốc hơi khi va chạm.
Lưu huỳnh Mặt trăng là một nguồn tài nguyên đắt giá
Đối với các sứ mệnh không gian kéo dài, nhiều cơ quan vũ trụ đã nghĩ đến việc xây dựng một số căn cứ trên Mặt trăng.
Các phi hành gia và robot có thể di chuyển từ căn cứ cực Nam để thu thập, xử lý, lưu trữ và sử dụng các vật liệu xuất hiện tự nhiên như lưu huỳnh trên Mặt trăng – một khái niệm gọi là sử dụng tài nguyên tại chỗ.
Việc sử dụng tài nguyên tại chỗ đồng nghĩa với việc loài người không phải quay trở lại Trái đất nhiều lần để lấy nguồn cung cấp nữa mà dành nhiều thời gian và năng lượng hơn cho việc khám phá Mặt trăng sâu hơn nữa.
Khi sử dụng lưu huỳnh làm tài nguyên, các phi hành gia có thể chế tạo pin Mặt trời và pin sử dụng lưu huỳnh, trộn phân bón gốc lưu huỳnh và chế tạo bê tông gốc lưu huỳnh để xây dựng.
Những phép đo tại chỗ mới của tàu thám hiểm Pragyan đã góp phần giúp các nhà khoa học hình dung được đặc điểm đất Mặt trăng. (Ảnh: Indy 100).
Bê tông gốc lưu huỳnh thực sự có một số lợi ích so với bê tông thường, vốn được sử dụng trong các dự án xây dựng trên Trái đất. Các nhà khoa học giải thích:
Thứ nhất, bê tông gốc lưu huỳnh cứng lại và trở nên bền trong vòng vài giờ thay vì vài tuần và có khả năng chống mài mòn cao hơn.
Thứ hai, lưu huỳnh cũng không cần nước trong hỗn hợp, vì vậy các phi hành gia có thể tiết kiệm lượng nước quý giá của mình để uống, tạo ra oxy dễ thở và sản xuất nhiên liệu tên lửa.
Lâu nay, việc tìm và săn Helium-3 trên Mặt trăng là một trong những lý do khiến nhiều cường quốc vũ trụ chạy đua lên Mặt trăng. Helium-3 được cho là nguyên liệu sạch cho các lò phản ứng thế hệ mới trên Trái đất. Tuy nhiên, có vẻ như việc tìm thấy lưu huỳnh trên Mặt trăng giúp ích cho nhân loại nhiều hơn khi chúng ta muốn tận dụng việc sử dụng tài nguyên tại chỗ.
Tính cho đến nay, có 7 sứ mệnh đang hoạt động trên/xung quanh Mặt trăng, nhưng vùng cực Nam của Mặt trăng chưa được thăm dò nhiều. Vì vậy, những phép đo tại chỗ mới của tàu thám hiểm Pragyan đã góp phần giúp các nhà khoa học hình dung được đặc điểm đất Mặt trăng và mở ra hy vọng cho một tương lai định cư trên vệ tinh tự nhiên của Trái đất này.
Hiện tại, các nhà khoa học tại Tổ chức Nghiên cứu Vũ trụ Ấn Độ (ISRO) đang bận rộn xử lý và hiệu chuẩn dữ liệu.
Trên bề mặt Mặt trăng, bộ đôi tàu Vikram và Pragyan của sứ mệnh Chandrayaan-3 vẫn chìm sâu trong giấc ngủ sau đêm Trăng lạnh giá. ISRO vẫn nỗ lực thiết lập lại liên lạc từ 2 con tàu này cho đến khi đêm Trăng tiếp theo kéo xuống vào ngày 6/10.
Không có gì đảm bảo rằng hai tàu của Chandrayaan-3 sẽ tồn tại ở nhiệt độ cực thấp, nhưng nếu Pragyan thức tỉnh, các nhà khoa học Ấn Độ có thể mong đợi những phép đo có giá trị hơn.