Richard Binzel mô tả cách bụi bẩn và bụi tiểu hành tinh do OSIRIS-Rex cung cấp, với sự trợ giúp của MIT, đã tiết lộ manh mối về nguồn gốc của hệ mặt trời. Sáng ngày 24 tháng 9, một viên nang không gian có kích thước bằng một chiếc tủ lạnh mini rơi từ bầu trời phía tây Utah, chứa một gói chưa từng có: khoảng 250 gram đất và bụi được thu thập từ bề mặt của tiểu hành tinh. Khi chiếc dù sọc kẹo được triển khai để làm chậm quá trình rơi tự do của nó, viên nang lao thẳng xuống cát, hơi sớm so với dự kiến.

Ngay sau khi viên nang trả mẫu của sứ mệnh OSIRIS-REx của NASA hạ cánh xuống sa mạc vào Chủ nhật, ngày 24 tháng 9 năm 2023 tại Khu huấn luyện và thử nghiệm Utah của Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ. Mẫu được thu thập từ tiểu hành tinh Bennu vào tháng 10 năm 2020 bởi tàu vũ trụ OSIRIS-REx của NASA. Nguồn hình ảnh: NASA/KeeganBarber

Đây là sứ mệnh đầu tiên của Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc gia (NASA) là đi đến một tiểu hành tinh và trả các mẫu tiểu hành tinh về Trái đất. Sứ mệnh được khởi động vào năm 2016, nhắm vào Bennu, một tiểu hành tinh "gần Trái đất" được cho là đã hình thành trong 10 triệu năm đầu tiên của hệ mặt trời. Tiểu hành tinh này bao gồm chủ yếu là carbon và khoáng chất và chưa trải qua những thay đổi lớn kể từ khi hình thành. Do đó, các mẫu được thu thập từ bề mặt của nó có thể cung cấp manh mối có giá trị về các loại khoáng chất và vật liệu ban đầu hình thành nên hệ mặt trời sơ khai.

Ngay sau khi viên nang trả mẫu của sứ mệnh OSIRIS-REx của NASA hạ cánh xuống sa mạc vào Chủ nhật, ngày 24 tháng 9 năm 2023 tại Khu huấn luyện và Thử nghiệm Utah của Bộ Quốc phòng Hoa Kỳ. Mẫu được thu thập từ tiểu hành tinh Bennu vào tháng 10 năm 2020 bởi tàu vũ trụ OSIRIS-REx của NASA. Nguồn hình ảnh: NASA/Keegan Barber

OSIRIS-REx đã mất hơn hai năm để tiếp cận Bennu, sau đó dành thêm hai năm nữa để quay quanh và đo bề mặt của nó, tìm kiếm các vị trí có thể thu thập mẫu. Trong số loạt thiết bị được tàu vũ trụ mang theo có một thí nghiệm do sinh viên MIT thiết kế - REXIS (Máy quang phổ chụp ảnh tia X Regolith). Thiết bị có kích thước bằng hộp đựng giày là sản phẩm của hơn 100 sinh viên MIT. Họ đã thiết kế nó để sử dụng tia X để lập bản đồ vật liệu bề mặt tiểu hành tinh nhằm giúp xác định nơi tàu vũ trụ nên lấy mẫu. REXIS là một dự án chung của Khoa Khoa học Trái đất, Khí quyển và Hành tinh (EAPS) của MIT, Khoa Hàng không và Du hành vũ trụ (AeroAstro) của MIT, Đài thiên văn Đại học Harvard, Viện Nghiên cứu Vật lý Thiên văn và Vũ trụ Kavli của MIT và Phòng thí nghiệm MIT Lincoln.

Vào ngày 24 tháng 9, OSIRIS-REx đã phóng con tàu xuyên qua bầu khí quyển của Trái đất và bản thân tàu vũ trụ bắt đầu một hành trình mới tới tiểu hành tinh Apophis. Con tàu này đã được vận chuyển đến Trung tâm Vũ trụ Johnson ở Houston, nơi bụi của Bennu sẽ được phân tích và phân phối cho các nhà nghiên cứu trên khắp thế giới để nghiên cứu thêm. Việc trả lại mẫu thành công là một cột mốc quan trọng đối với các thành viên sứ mệnh, bao gồm Richard Binzel của MIT, chuyên gia hàng đầu về nghiên cứu tiểu hành tinh và là giáo sư chính thức tại EAPS và AeroAstro.

Là người đồng nghiên cứu OSIRIS-REX, Binzel đã giúp lãnh đạo quá trình phát triển REXIS và sự tích hợp của nó với tàu vũ trụ. MIT News đã nói chuyện với Binzel về phản ứng đầu tiên của anh ấy sau khi con tàu hạ cánh và hồi phục, cũng như những gì anh ấy hy vọng chúng ta có thể học được từ bụi tiểu hành tinh.

Q: Trước hết: Thật là một cuộc hạ cánh! Là một người đã nghiên cứu sâu về các tiểu hành tinh từ xa, bạn cảm thấy thế nào khi thấy một mẫu của tiểu hành tinh này được đưa trở lại Trái đất?

A: Tôi cũng đang nín thở như những người khác! Việc mở dù mang đến một hơi thở sâu và việc hạ cánh nhẹ nhàng là niềm vui giải thoát cho toàn đội. Bạn làm việc với những người này rất lâu, bạn trở nên giống như một gia đình, vì vậy bạn cảm nhận được mọi thứ cùng nhau. Nó giống như việc nhìn con bạn hoàn thành thanh thăng bằng và sau đó tiếp đất vững chắc trên mặt đất. Trong khi tôi không có mặt tại bãi đáp, nhiều người trong chúng tôi đã “cùng” trực tuyến xem dòng thời gian và mọi diễn biến. Thật là một cuộc hành trình đã kéo dài hơn hai thập kỷ, kể từ khi chúng tôi sử dụng kính thiên văn của mình phát hiện ra rằng Bennu là một mục tiêu lấy mẫu giàu khoa học và dễ tiếp cận cho đến thiết kế sứ mệnh luôn thay đổi. Sự tham gia của sinh viên MIT với thiết bị REXIS bắt đầu vào năm 2010. Phải mất sáu năm để đến được bệ phóng và giờ đây cuối cùng chúng ta cũng thấy sứ mệnh đã hoàn thành, đưa mẫu về Trái đất.

Q: Các thiết bị trên OSIRIS-REX đã thực hiện các phép đo về các tiểu hành tinh trên quỹ đạo. Những phép đo không gian này tiết lộ điều gì về các tiểu hành tinh? Bây giờ các mẫu đã được đưa về Trái đất, bạn hy vọng các nhà khoa học sẽ khám phá được điều gì nữa?

A: Cho dù các thiết bị trên tàu vũ trụ có tiên tiến đến đâu về mặt công nghệ thì chúng cũng không thể đạt tới khả năng của các phòng thí nghiệm trên Trái đất. Các thiết bị của chúng tôi trên OSIRIS-REX cho chúng tôi biết rằng Bennu rất giàu carbon và có thể chứa một số hồ sơ hóa học sớm nhất về các thành phần tạo nên Trái đất và thậm chí cả chính sự sống. Nhưng làm thế nào để chúng ta biết rằng những phép đo được thực hiện bởi các thiết bị của tàu vũ trụ khi bay trên bề mặt tiết lộ là hoàn toàn chính xác và cách chúng ta diễn giải dữ liệu? Chúng ta chỉ có thể đảm bảo “sự thật cơ bản” bằng cách đưa các mẫu thực tế vào phòng thí nghiệm trên Trái đất. Phân tích trong phòng thí nghiệm về các mẫu này, xác nhận những phát hiện ban đầu của chúng tôi, sẽ xác nhận khả năng của chúng tôi trong việc giải thích dữ liệu tiểu hành tinh từ kính thiên văn và tàu vũ trụ quay quanh. Phân tích trong phòng thí nghiệm sau đó sẽ đưa chúng ta đến sự hiểu biết sâu sắc hơn về hóa học, điều kiện và quá trình hình thành hệ thống hành tinh của chúng ta.

Q: Hãy cùng chào mừng tất cả các em học sinh đã giúp mang nhạc cụ đến sứ mệnh. Nhìn về phía trước, mẫu tiểu hành tinh này – và quỹ đạo tiếp tục của tàu vũ trụ – có liên quan gì đến công việc của MIT?

A: Đó là lời nhắc nhở rằng tại MIT công việc của chúng tôi là vô hạn. Đại diện cho phương châm "mensetmanus" ("tâm trí và bàn tay") của MIT, thiết bị REXIS của MIT vươn xa hàng trăm triệu dặm vào không gian, sử dụng phần cứng thực tế do sinh viên thiết kế và chế tạo để bay xa hơn bất kỳ dự án nào khác của sinh viên MIT trước đây. Thật vinh dự khi có rất nhiều sinh viên tham gia, học hỏi và trải nghiệm sự làm việc chăm chỉ, tinh thần đồng đội và sự cống hiến cần thiết để thành công trong việc khám phá không gian.