Khoảng cách chính xác từ Trái Đất đến sao Thủy là bao xa?

Sao Thủy (Mercury) là hành tinh nằm gần Mặt Trời và mất ít thời gian để quay xung quanh một ngôi sao khổng lồ nhất. Vì gần với sao Thủy nên nhiệt độ Trái đất của chúng ta thường tăng cao và khó có thể giữ nguyên được bầu không khí.

Sao Thủy hay Thủy Tinh là hành tinh có quỹ đạo giống hình elip nhất trong tất cả các hành tinh, nó được kéo dãn ra từ một hình tròn. Khoảng cách gần nhất với Mặt trời là 47 triệu km và khoảng cách xa nhất đến sao Thủy là 70 triệu km. Mặc dù quỹ đạo của sao Diêm Vương nằm lệch tâm hơn sao Thủy, nhưng sao Thủy lại là "hành tinh có quỹ đạo hình elip" do bởi từ "cơ thể" lớn bị thu nhỏ thành một hành tinh lùn, việc thu nhỏ của sao Diêm Vương khiến sao Thủy trở thành hành tinh nhỏ nhất trong 8 hành tinh thuộc hệ Mặt Trời.

Quỹ đạo "kỳ lạ" này ban đầu làm các nhà thiên văn học lúng túng trong việc cố gắng ghép các mảnh lại với nhau để hệ Mặt trời có thể hoạt động được. Khi sao Thủy nằm ở vị trí cách xa Mặt trời nhất, nó sẽ là hành tinh di chuyển chậm nhất. Điều này có nghĩa là Trái đất phải mất thời gian là ba tháng 15 ngày mới có thể theo kịp được sao Thủy. Các nhà thiên văn học phân tích biểu đồ chuyển động của sao Thủy trên bầu trời, cho thấy sự di chuyển chậm chạp mỗi đêm qua từng giai đoạn có liên quan đến những ngôi sao khác ở trên bầu trời. Không phải đến tận khi nhà thiên văn học vĩ đại Nicolaus Copernicus nghiên cứu ra rằng: "Các hành tinh đi xung quanh Mặt trời chứ không phải là đi xung quanh Trái đất".

Trớ trêu thay, mặc dù sao Thủy là hành tinh nằm gần Mặt trời nhất, nhưng lại không phải là hành tinh nóng nhất và sao Kim mới là hành tinh nóng nhất. Chỉ ở không khí loãng sao Thủy mới thay đổi nhiệt độ liên tục để giữ nhiệt cho các hành tinh, trong khi bầu khí quyển của sao Kim lại tạo ra một hiệu ứng nhà kính dễ dàng nâng nhiệt độ lên cao hơn so với sao Thủy.

Hình ảnh bình minh thứ Sáu ngày 3 tháng 6 năm 2016. Sao Thủy nằm trước Mặt trời. (Nguồn ảnh: Starry Night Software)

Vì sao Thủy nằm rất gần Mặt trời nên kính viễn vọng không gian Hubble đã chụp được những hình ảnh quan trọng của hệ Mặt trời, nhưng tiếc rằng không chụp được bề mặt đá của các hành tinh.

Vào ngày 09 tháng 5 năm 2016, Sao Thủy đi qua bề mặt Mặt trời - một cảnh hiếm có gây ấn tượng mạnh với các nhà quan sát trên thế giới. Hình ảnh dưới đây đưa ra một cái nhìn tổng thể về sao Thủy trong suốt sự kiện kéo dài 7tiếng rưỡi được quan sát tại Đài quan sát Solar Dynamics Observatory của NASA.

Nguồn ảnh: Goddard Space Flight Center của NASA / SDO / Genna Duberstein

Sao Thủy và Mặt trời

Sao Thủy nằm giữa Trái đất và Mặt trời nên nó phải trải qua những giai đoạn giống như Mặt trăng. Tuy nhiên, các giai đoạn của sao Thủy khó phát hiện hơn so với giai đoạn của sao Kim - quỹ đạo của sao Kim cũng quay giữa Trái đất và Mặt trời. Nhà thiên văn học người Ý - Galileo Galilei đã nghiên cứu ra các giai đoạn của sao Kim bằng kính thiên văn - đó không phải là giai đoạn của sao Thủy.

Giống sao Kim, sao Thủy cũng trải qua giai đoạn đi qua giữa Trái đất và Mặt trời khoảng 13 lần trong một thế kỷ. Nhưng độ nghiêng quỹ đạo của sao Thủy là sự di chuyển không thường xuyên xảy ra giữa hai hành tinh. Sao Thủy chỉ đi qua Mặt trời bảy năm một lần. Các nhà thiên văn học đã sử dụng sự di chuyển này để tính khoảng cách từ Mặt trời đến Trái đất. Hiện tượng sao Kim đi ngang qua Mặt trời còn hiếm hơn, chỉ xảy ra 243 năm một lần. Trong suốt thời gian di chuyển đó, có ba tàu vũ trụ quan sát chuyển động của các hành tinh.

Joseph GURMAN có phát biểu trong một báo cáo: "Rất khó để có thể quan sát được sự di chuyển đi qua. Ví dụ, nếu bạn ở một nơi có hiện tượng thời tiết xấu thì bạn sẽ bỏ lỡ mất cơ hội và phải chờ cơ hội tiếp theo". Gurman tiến hành nghiên cứu khoa học cho dự án Năng lượng Mặt trời của NASA (SOHO) - chỉ là một trong những dụng cụ cần dùng. Đài quan sát Solar Dynamics của NASA và nhiệm vụ thăm dò khám phá hàng không vũ trụ Hinode của Nhật Bản cũng chụp được cảnh sao Thủy đi qua Mặt trời.

Gurman nói: "Những dụng cụ này đã hỗ trợ việc quan sát của chúng tôi rất nhiều dù trải qua bất kể chướng ngại vật nào trên Trái đất".

Khoảng cách giữa Trái đất và sao Thủy?

Chuyển động liên tục của các hành tinh quay quanh Mặt trời nghĩa là khoảng cách giữa Trái đất và sao Thủy cũng thay đổi liên tục. Khi hai hành tinh nằm về hai phía của Mặt trời, chúng có thể đạt tới khoảng cách tối đa là 222 triệu km. Và khi hai hành tinh nằm gần nhau nhất thì khoảng cách giữ chúng chỉ là 77.3 triệu km.

Mất bao lâu để đến được sao Thủy?

Sao Thủy không cách xa như các hành tinh khác nhưng chỉ một vài tàu vũ trụ có thể đến được nó. Để đi tới một hành tinh không giống với việc chúng ta lái xe thường ngày. Những cải tiến trong động cơ không phải là yếu tố quan trọng nhất để quyết định chuyến du hành đó sẽ mất thời gian bao lâu. Các cơ quan không gian thường sử dụng lực hấp dẫn lớn từ những hành tinh khác để đạt được tốc độ mà không cần mất chi phí nguyên liệu cao. Không giống một chuyến du lịch, điểm xuất phát và kết thúc của chuyến du hành hệ Mặt trời có thể thay đổi vị trí liên tục, đôi khi cùng đi một chặng đường nhưng lại mất những khoảng thời gian khác nhau.

Mariner 10 của NASA quay quanh sao Kim để đến sao Thủy được ra mắt vào ngày 3 tháng 11 năm 1973. Và ngày 29 tháng 3 năm 1974, chuyến bay đầu tiên bằng tàu vũ trụ được thực hiện chỉ mất hơn 4 tháng để có thể đến được hành tinh sao Thủy. Mariner 10 là hai tàu vũ trụ đầu tiên bay đến các hành tinh và nhận được trọng lực hấp dẫn.

Khối đá nóng khai thác vẫn chưa được nhà du hành vũ trụ nào đặt chân đến. Ngày 03 tháng 08 năm 2004, NASA đưa ra hình ảnh Bề mặt sao Thủy, Không gian vũ trụ, Địa hóa học và Nhiệm vụ (MESSENGER) ở các hành tinh. MESSENGER thử nghiệm một tàu bay vũ trụ đến Trái đất và hai sao Kim trước khi tiến đến sao Thủy vào ngày 14 tháng 1 năm 2008 - một chuyến đi kéo dài gần 3 năm rưỡi.

Cơ quan không gian châu Âu và cơ quan hàng không vũ trụ Nhật Bản đã gửi một kế hoạch chung về chuyến du hành đến sao Thủy bằng tàu vũ trụ BepiColombo. Kế hoạch sẽ được thực hiện vào năm 2018, tàu vũ trụ sẽ bay vào Trái Đất một lần và sao Kim hai lần để đến được sao Thủy vào năm 2024 - chuyến du hành vũ trụ sẽ kéo dài sáu năm rưỡi.