Perseverance sẽ nghiên cứu nhiều khu vực để tìm hiểu quá khứ về khí hậu và môi trường; nghiên cứu đa dạng địa chất để xác định các loại đá và khoáng chất khác nhau hiện hữu. Những thông tin này sẽ giúp các nhà khoa học ghép thành một bức tranh hoàn chỉnh hơn về quá khứ của khu vực khảo sát, giúp ta biết liệu nơi đó có thuận lợi cho sự sống và trong vòng bao lâu.

Hơn nữa trong sứ mệnh này, Perseverance được trang bị các dụng cụ đo lường, phân tích ở thang tỉ lệ nhỏ hơn rất nhiều so với những lần trước (đạt tới đơn vị micro). Do đó khả năng phân tích các loại đá được tạo ra như thể nào được gia tăng thông quá những quan sát tinh vi dưới các khía cạnh khoáng vật, hoá học và cấu trúc ở mức các hạt cấu tạo.

• Nhiệm vụ B: Sinh học vũ trụ

(Mustard, et al., 2013, pp. 30-50) Với yêu cầu: Đánh giá Tiềm năng bảo tồn của chữ ký sinh học (Biosignature Potential Preservation) tại khu vực được lựa chọn và tiến hành tìm kiếm Chữ ký sinh học tiềm năng (Biosignature Potential).

Một chữ ký sinh học (Definitive biosignature) là một vật chất, đối tượng hoặc mẫu kết cấu rõ ràng có nguồn gốc từ tác nhân sinh học. Một chữ ký sinh học tiềm năng cũng được định nghĩa tương tự, nhưng yêu cầu các nhà khoa học phải thu thập, kiểm tra thêm dữ liệu trước khi kết luận chúng có thật sự đại diện cho sự sống không. Sự sống trên Trái Đất mang nhiều đặc tính phổ quát, có thể dễ dàng nhận ra như các tương tác phức tạp của cấu trúc vật lý/hoá học, sự chuyển hoá vật chất và năng lượng, các hiện tượng thể hiện sự tự nhân bản sinh học hay tiến hoá… Tuy nhiên chúng hầu như không hiển hiện trong môi trường cổ của hành tinh do mất mát dưới điều kiện khắc nghiệt. Chữ ký sinh học được định nghĩa để không chỉ liên kết với tính chất sự sống mà còn phải dễ dàng đo đạc, định lượng, có khả năng được bảo toàn tốt hơn trước ngoại cảnh và nhận diện thuận lợi. Chúng có thể đơn giản nhưng mang nhiều ý nghĩa như phân tử hợp chất hữu cơ.

Chữ ký sinh học (CKSH) như những dấu vết của sự sống để lại dưới dạng dễ tìm kiếm và đo lường hơn cùng phân loại tổng quát của chúng (Original work).

Việc xác định chữ ký sinh học chắc chắn tới mức nào cũng phụ thuộc vào bối cảnh địa lý tại nơi xuất hiện mẫu, và được thu thập qua điều tra lịch sử môi trường của Nhiệm vụ A. Biết được bối cảnh địa lý của môi trường cổ giúp hiểu được nguồn gốc, quá trình tạo ra chữ ký sinh học có tính chất sự sống hay không. Ngoài ra kết quả từ Nhiệm vụ A còn giúp kiểm tra Tiềm năng bảo tồn chữ ký sinh học (Mức độ hiệu quả của một môi trường hay vật liệu lắng đọng địa chất trong việc lưu giữ chữ ký sinh học). Xác định Tiềm năng bảo tồn chữ ký sinh học của vật liệu là điều kiện tiên quyết trước khi kiểm tra sự hiện diện của chữ ký sinh học tiềm năng.

Do đó công việc của Perseverance bao gồm: 1.) Kiểm tra tính ở được của môi trường cổ đại, 2.) Với mỗi môi trường được xác định là từng ở được, tìm kiếm những vật liệu có mức Tiềm năng bảo tồn chữ ký sinh học cao, 3.) Tìm kiếm những bằng chứng tiềm năng của sự sống quá khứ với trợ giúp từ các quan sát, đối chiếu tương ứng.

Sơ đồ quá trình các bước trong Nhiệm vụ B (Mustard, et al., 2013, p. 35, Fig. 3-11).

• Nhiệm vụ C: Lưu trữ mẫu vật

(Mustard, et al., 2013, pp. 50-59) Với yêu cầu: Chứng minh những tiến bộ kỹ thuật quan trọng trong công cuộc gửi mẫu vật được lựa chọn khoa học và có tư liệu đầy đủ trở lại Trái Đất.

Công nghệ hiện tại cho phép các xe tự hành trang bị những công cụ đo lường, kiểm tra hiệu quả ngay trong môi trường khảo sát (thuật ngữ là in situ). Tuy nhiên vẫn chưa thể có hiệu quả cao so với việc xử lý mẫu vật tại các phòng thí nghiệm trên Trái Đất, vốn có thể thí nghiệm cặn kẽ và cho ra kết quả chính xác, ý nghĩa hơn nhiều. Trong sứ mệnh này, Perseverance đảm nhận công việc mà trước đây chưa từng được thực hiện trong lịch sử khám phá Hỏa Tinh, chính là lưu trữ mẫu vật để gửi về Trái Đất trong tương lai.

Cụ thể Perseverance sẽ: 1.) Thu nhặt những mẫu vật tiềm năng thể hiện sự đa dạng địa lý của điểm khảo sát, ghi chép bối cảnh của vật mẫu kỹ lưỡng, 2.) Đảm bảo phù hợp với yêu cầu bảo vệ hành tinh và kỹ thuật cho sứ mệnh gửi trả mẫu vật về Trái Đất trong tương lai.

Perseverance được trang bị 38 ống rỗng để chứa mẫu đất đá của Hỏa Tinh, dự kiến cho tới khi kết thúc sứ mệnh sẽ có 30 mẫu vật sẵn sàng gửi về Trái Đất sau này.

Những thông tin thu thập được từ Nhiệm vụ A và Nhiệm vụ B giúp cho các nhà khoa học thực hiện công việc ghi tài liệu của vật mẫu. Trên Trái Đất, khi thu thập một vật mẫu nào đó, chúng cần được đính kèm thông tin về bối cảnh, môi trường xung quanh nó. Nhờ vậy mà khi mẫu vật được đem tới phòng thí nghiệm, những người làm việc với chúng có được ý niệm sơ bộ về vật phẩm, như chúng được lấy từ đâu và vì sao. Điều đó cũng tương tự trong sứ mệnh này, nhất là khi chưa thể gửi con người tới Hỏa Tinh và việc quay lại rất khó khăn, tốn kém. Các nhà khoa học sẽ ghi lại thông tin như nơi mẫu vật được lấy, từ loại đá nào,…

Mẫu vật cũng cần được lựa chọn sao cho thể hiện tính đa dạng địa chất của nơi khảo sát. Chúng giúp thể hiện lại Sao Hoả, như nét vẽ trong bức tranh toàn cảnh của nơi khảo sát. Mỗi loại mẫu vật khác nhau thể hiện nhiều khía cạnh của lịch sử khí hậu, lịch sử địa chất, loại chữ ký sinh học,… Tính đa dạng đó giúp trích lọc tối đa thông tin hữu ích sau sứ mệnh.

• Nhiệm vụ D: Sự chuẩn bị cho loài người

(Mustard, et al., 2013, p. 67) Với yêu cầu: Kiểm tra những công nghệ hỗ trợ sự hiện diện con người trên Sao Hoả sau này.

(NASA/JPL-Caltech, 2021) Nhiệm vụ này đóng góp vào mục tiêu cuối của chương trình thám hiểm Sao Hoả của NASA. Perseverance sẽ giúp kiểm tra những loại công nghệ như:

• Thiết bị Thí nghiệm tận dụng tài nguyên nội vi Sao Hoả cho khí Oxy (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment/ MOXIE) kiểm tra khả năng sản xuất ra khí Oxy quý giá từ chính bầu khí quyển Sao Hoả mà không cần vận chuyển từ Trái Đất, dùng cho nhiên liệu đẩy tên lửa và hô hấp sự sống.
• Thiết bị Phân tích động môi trường Sao Hoả (Mars Environmental Dynamics Analyzer/ MEDA) giúp nghiên cứu bụi trong khí quyển Sao Hoả và thông số thời tiết trong giai đoạn hạ cánh và trên mặt đất.
• Các cảm biến công nghệ giúp thuận lợi hoá quá trình hạ cánh xe tự hành.

Cho tới nay, Perseverance đã hoàn tất khá tốt các bài thử nghiệm đối với công nghệ mới. Việc hạ cánh đã chính xác và nhẹ nhàng hơn. MOXIE đã tổng hợp thành công khí Oxi quý giá từ bầu khí quyển dày đặc Cacbonic vào ngày 20/4, hứa hẹn cung cấp dưỡng khí tại chỗ cho loài người định cư và nhiên liệu cho tên lửa (Potter, 2021). Và trực thăng Ingenuity đã trở thành khí cụ bay đầu tiên trong lịch sử loài người bay trên một hành tinh khác (Northon, 2021).

(Oswald, 2021) Nhờ chu kỳ tiếp cận gần Trái Đất của Sao Hoả vào thời gian xung đối của nó là 26 tháng một lần, chỉ trong một mùa hè 2020 có hơn 3 sứ mệnh từ 3 quốc gia khác nhau thực hiện phóng xe tự hành thăm dò lên Sao Hoả, bao gồm: Hope Mars của Arab Saudi, Perseverance của NASA, Tiawen-1 của Trung Quốc,… Hiện tất cả các sứ mệnh này đã đổ bộ thành công và hứa hẹn sẽ đem tới những kết quả thú vị.

- Lê Gia Thuỵ -

- Nguyễn Thế Hoàng -