Hai nhiệm vụ khoa học từ Alaska nhằm giải mã cơ chế điện trong dải cực quang, đặc biệt là dạng “cực quang đen” – hiện tượng electron phóng ngược lên không gian thay vì đổ xuống khí quyển.

Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) vừa phóng thành công hai tên lửa nghiên cứu từ bãi phóng Poker Flat gần Fairbanks, Alaska vào các ngày 9 và 10/2 vừa qua. Mục tiêu của chiến dịch là thu thập dữ liệu về cấu trúc điện bên trong các dải cực quang phương Bắc – hiện tượng ánh sáng rực rỡ xuất hiện khi gió mặt trời tương tác với từ trường Trái Đất.

Nhiệm vụ đầu tiên mang tên BADASS (Khảo sát Khoa học Cực quang Đen và Khuếch tán) được triển khai vào rạng sáng 9/2 nhằm nghiên cứu hiện tượng cực quang đen. Khác với cực quang thông thường – nơi electron lao xuống khí quyển tạo thành dải sáng – cực quang đen xảy ra khi luồng electron bất ngờ đảo chiều, phóng ngược lên không gian khiến một vùng trời trở nên tối sẫm giữa nền sáng rực rỡ. Tên lửa BADASS đã vươn tới độ cao 360 km trước khi rơi trở lại mặt đất. Bà Marilia Samara, trưởng nhóm nghiên cứu, xác nhận thiết bị thu thập dữ liệu hoạt động đúng kế hoạch và cung cấp thông tin chất lượng cao để phân tích nguyên nhân đảo chiều luồng electron.

Ngày 10/2, NASA tiếp tục phóng cặp tên lửa thuộc nhiệm vụ GNEISS nhằm tạo bản đồ ba chiều về dòng điện trong cực quang. Hai phương tiện lần lượt đạt độ cao 319 km, phối hợp với mạng lưới cảm biến mặt đất để dựng hình ảnh chi tiết môi trường plasma bên dưới dải sáng. Giáo sư Kristina Lynch từ Đại học Dartmouth, trưởng dự án GNEISS, so sánh phương pháp này với “chụp cắt lớp CT cho lớp plasma dưới cực quang”. Bà cho biết: “Chúng tôi muốn hiểu rõ dòng điện lan tỏa xuống khí quyển như thế nào”.

Hiểu biết sâu hơn về hoạt động điện trong cực quang có ý nghĩa thiết thực đối với an ninh không gian. Các cơn bão địa từ liên quan đến cực quang có thể gây nhiễu sóng vô tuyến, làm gián đoạn chuyến bay hàng không, thậm chí dẫn đến mất điện diện rộng trên mặt đất. Trong không gian, chúng đe dọa an toàn của các vệ tinh và phi hành gia trên trạm vũ trụ quốc tế.

Dù cực quang đen từng được ghi nhận qua hình ảnh từ Na Uy và các vùng cực khác, đây là lần đầu NASA triển khai thiết bị bay trực tiếp vào vùng hiện tượng để đo đạc. Kết quả từ hai nhiệm vụ BADASS và GNEISS dự kiến giúp hoàn thiện mô hình dự báo bão từ, từ đó bảo vệ tốt hơn cho hạ tầng công nghệ hiện đại trước những biến động từ mặt trời.

Với việc kết hợp dữ liệu từ không gian và mặt đất, NASA đang từng bước giải mã những bí ẩn tồn tại hàng thế kỷ về cực quang – hiện tượng thiên nhiên vừa đẹp đẽ vừa tiềm ẩn nguy cơ với nền văn minh kỹ thuật số của nhân loại.