Chế tạo máy bay thám hiểm mặt trăng của sao Thổ

Các nhà khoa học Mỹ đã chế tạo Aviatr, một máy bay thám hiểm đặc biệt, nhằm thực hiện hành trình nghiên cứu Titan, mặt trăng lớn nhất của sao Thổ. Nhìn bên ngoài, Aviatr khá giống máy bay không người lái từng hoạt động tại chiến trường Afghanistan, nhưng nhiệm vụ của nó thuộc một thế giới hoàn toàn khác. Thay vì bay trên Trái Đất, phương tiện nặng 120 kg này sẽ vượt qua môi trường lạnh giá, mù mịt và xa xôi của Titan để tìm hiểu bề mặt nơi đây. Aviatr có giá trị khoảng 715 triệu USD, khoản kinh phí đã bao gồm cả hệ thống vận chuyển đưa máy bay tới Titan. Mục tiêu quan trọng nhất của sứ mệnh là chụp những bức ảnh ba chiều về bề mặt, từ đó giúp các nhà nghiên cứu xây dựng bản đồ địa chất chi tiết hơn. Những hình ảnh này cũng được kỳ vọng cung cấp thêm dữ liệu về khí hậu Titan, nơi bề mặt luôn bị che phủ bởi lớp khí quyển dày đặc. Sau khi hoàn thành phần bay, Aviatr sẽ xuyên qua những đám mây mù dày đặc để hạ cánh xuống các đụn cát trên Titan. Các nhà khoa học nhận định bề mặt Titan đủ cứng để hỗ trợ một cuộc hạ cánh, trong khi lực hấp dẫn tại đây nhỏ hơn đáng kể so với Trái Đất. Tuy nhiên, Titan sở hữu lớp không khí khá dày, điều kiện giúp những phương tiện có trọng lượng như Aviatr duy trì hoạt động lâu hơn sau khi tiếp đất. Thiết kế máy bay cho phép nhóm nghiên cứu kiểm soát tốt độ cao, hướng bay và vị trí hoạt động trong suốt quá trình khảo sát. Nhờ khả năng di chuyển chủ động, Aviatr có thể tạo lập một thư viện hình ảnh ba chiều về địa hình và khí hậu, thay vì chỉ quan sát một khu vực cố định. Dữ liệu do máy bay thu thập sẽ được truyền về Trái Đất, mở rộng hiểu biết về một thế giới có môi trường rất khác biệt. Titan có kích thước lớn hơn cả Mặt trăng của Trái Đất lẫn sao Thủy, dù nó chỉ là một mặt trăng quay quanh sao Thổ. Nhiệt độ trên Titan vào khoảng -178ºC, mức lạnh khắc nghiệt khiến mọi thiết bị thám hiểm phải được thiết kế đặc biệt. Trong môi trường ấy, Aviatr cần duy trì hoạt động ổn định đủ lâu để tận dụng từng cơ hội chụp ảnh và ghi nhận dữ liệu khoa học. Với trọng lượng nhẹ hơn một kinh khí cầu, Aviatr được trang bị máy phát điện chạy bằng pluton để kéo dài thời gian làm việc thêm một ngày trên Titan. Khoảng thời gian bổ sung này giúp máy bay thực hiện thêm nhiều lượt khảo sát, đồng thời chụp thêm hình ảnh có giá trị cho các nhà nghiên cứu. Nguồn năng lượng đặc biệt cũng hỗ trợ phương tiện hoạt động trong điều kiện lạnh giá, xa ánh sáng Mặt Trời và cách rất xa Trái Đất. Giống những máy bay hoạt động trong khí quyển Trái Đất, Aviatr có một chế độ an toàn nhằm giữ máy bay ở vị trí ổn định khi phát sinh sự cố. Nếu mất liên lạc với Trái Đất, hệ thống này sẽ giúp phương tiện hạn chế nguy cơ trôi vào khu vực nguy hiểm. Cơ chế tự bảo vệ đóng vai trò quan trọng, bởi khoảng cách lớn khiến việc điều khiển trực tiếp từng thao tác gần như không thể thực hiện tức thời. Nhà khoa học Jason Barnes thuộc Đại học Idaho, Mỹ, đã thiết kế Aviatr cùng khoảng 30 nhà khoa học khác trong nhóm nghiên cứu. Ông cho rằng mức giá 715 triệu USD không phải khoản đầu tư quá đắt đối với NASA, nhất là khi chi phí vận chuyển đã được tính vào dự án. Theo nhóm nghiên cứu, bề mặt rắn và bầu khí quyển dày của Titan khiến máy bay phù hợp hơn kinh khí cầu cho nhiệm vụ thám hiểm chủ động.