Trái đất cách sao hỏa bao nhiêu km năm 2024

Sao Hỏa là hàng xóm của Trái đất trong hệ mặt trời - hai thế giới đá có sự khác biệt đến tận lõi sâu, theo nghĩa đen.

Mô phỏng bên trong sao Hỏa và sóng địa chấn đi qua lõi của hành tinh đỏ. Ảnh: NASA

Một nghiên cứu mới dựa trên dữ liệu địa chấn do tàu đổ bộ InSight của NASA thu được cung cấp sự hiểu biết đầy đủ hơn về phần bên trong sâu thẳm của sao Hỏa và những chi tiết mới về sự khác biệt giữa Trái đất - hành tinh thứ ba tính từ mặt trời và sao Hỏa - hành tinh thứ tư.

Nghiên cứu - được thông báo bằng phát hiện đầu tiên về sóng địa chấn truyền qua lõi của một hành tinh không phải Trái đất - cho thấy lớp trong cùng của sao Hỏa nhỏ hơn và đặc hơn một chút so với những gì được biết trước đây. Nó cũng cung cấp đánh giá tốt nhất cho đến nay về thành phần của lõi sao Hỏa.

Cả hai hành tinh đều sở hữu lõi bao gồm chủ yếu là sắt lỏng. Nhưng khoảng 20% ​​lõi sao Hỏa được tạo thành từ các nguyên tố nhẹ hơn sắt - chủ yếu là lưu huỳnh, ngoài ra còn có ôxy, carbon và một chút hydro.

Con số trên gần gấp đôi tỉ lệ phần trăm của các nguyên tố tương tự trong lõi Trái đất, nghĩa là lõi sao Hỏa kém đặc hơn đáng kể so với lõi hành tinh của chúng ta - mặc dù dày đặc hơn so với ước tính năm 2021 dựa trên một loại dữ liệu khác từ InSight.

Nhà địa chấn học Jessica Irving thuộc Đại học Bristol ở Anh cho biết: “Các vùng sâu nhất của Trái đất và sao Hỏa có các thành phần khác nhau - có thể là sản phẩm của cả điều kiện và quá trình hoạt động khi các hành tinh hình thành và vật liệu tạo ra chúng”.

Jessica Irving là tác giả của nghiên cứu được công bố trong tuần này trên tạp chí Kỷ yếu của Viện Hàn lâm Khoa học Quốc gia Mỹ.

Nghiên cứu cũng tinh chỉnh kích thước của lõi sao Hỏa, cho thấy nó có đường kính khoảng 3.560-3.620 km, nhỏ hơn khoảng 20-50 km so với ước tính trước đây. Lõi sao Hỏa nhỏ hơn một chút so với lõi Trái đất.

Bản chất của lõi có thể đóng vai trò quyết định liệu một hành tinh đá hay mặt trăng có thể chứa sự sống hay không. Ví dụ, lõi là công cụ tạo ra từ trường của Trái đất để che chắn hành tinh khỏi bức xạ hạt vũ trụ và mặt trời có hại.

Irving cho biết: "Trên các hành tinh và mặt trăng như Trái đất, có các lớp bên ngoài là silicat - đá và lõi kim loại chủ yếu là sắt. Một trong những cách quan trọng nhất mà lõi có thể tác động đến khả năng sinh sống là tạo ra từ trường hành tinh".

Lõi Trái đất làm điều này nhưng lõi của sao Hỏa thì không - mặc dù nó đã từng như vậy hàng tỉ năm trước. Lõi của sao Hỏa có thể không còn chuyển động hỗn loạn, tràn đầy năng lượng cần thiết để tạo ra một trường như vậy.

Tàu đổ bộ InSight trên sao Hỏa. Ảnh: NASA

Sao Hỏa có đường kính khoảng 6.779 km, so với đường kính của Trái đất khoảng 12.742 km, và Trái đất lớn hơn gần bảy lần về tổng thể tích.

Hành vi của sóng địa chấn truyền qua một hành tinh có thể tiết lộ chi tiết về cấu trúc bên trong của nó. Những phát hiện mới bắt nguồn từ hai sự kiện địa chấn xảy ra ở phía đối diện của sao Hỏa với nơi tàu đổ bộ InSight - và cụ thể là thiết bị đo địa chấn của nó - đặt trên bề mặt hành tinh.

Đầu tiên là trận động đất tháng 8.2021 có tâm gần Valles Marineris, hẻm núi lớn nhất trong hệ mặt trời. Thứ hai là vụ va chạm thiên thạch vào tháng 9.2021 để lại một miệng núi lửa có đường kính khoảng 130 mét.

NASA chính thức cho InSight "nghỉ hưu" vào tháng 12 năm ngoái sau bốn năm hoạt động trên sao Hỏa. Bụi tích tụ khiến pin năng lượng mặt trời của InSight không thể sạc lại.

"Sứ mệnh InSight đã thành công rực rỡ trong việc giúp chúng tôi giải mã cấu trúc và điều kiện bên trong hành tinh đỏ" - nhà địa vật lý và đồng tác giả nghiên cứu Vedran Lekic của Đại học Maryland cho biết.

"Việc triển khai một mạng lưới máy đo địa chấn trên sao Hỏa sẽ giúp khám phá nhiều hơn nữa và giúp chúng ta hiểu hành tinh này như một hệ thống, điều mà chúng ta không thể làm được bằng cách chỉ nhìn vào bề mặt của nó từ quỹ đạo" - Lekic nói thêm.

Các tàu vũ trụ liên lạc qua lại với Trái Đất bằng sóng vô tuyến. Vì ở xa, tín hiệu có thể yếu hơn 20 tỷ lần so với năng lượng của một chiếc đồng hồ kỹ thuật số.

Các tàu vũ trụ gửi thông tin và hình ảnh về Trái Đất dưới dạng sóng vô tuyến, qua Mạng không gian sâu (DSN), một tập hợp các ăng-ten vô tuyến lớn được bố trí đều trên khắp địa cầu.

Cùng với thông tin, các ăng-ten DSN cũng nhận được thông tin chi tiết về vị trí của tàu vũ trụ và trạng thái hoạt động. Ở chiều ngược lại, Cơ quan Hàng không vũ trụ Mỹ (NASA) sử dụng DSN để gửi "lệnh" tới các tàu vũ trụ.

Hệ thống liên lạc sóng vô tuyến

Có các địa điểm DSN gần Canberra (Australia), Madrid (Tây Ban Nha) và Goldstone (Mỹ). Các địa điểm này gần như cách đều nhau trên khắp hành tinh để đảm bảo cơ quan quản lý không bao giờ mất dấu tàu vũ trụ khi Trái Đất quay.

Để đảm bảo hiệu suất hoạt động trong không gian, các tàu vũ trụ và tàu thám hiểm không thể sử dụng các công cụ quá nặng, chiếm quá nhiều diện tích hoặc tiêu tốn nhiều năng lượng. Vì thế, chúng chỉ sử dụng các ăng-ten nhỏ, truyền tín hiệu vô tuyến yếu về các ăng-ten DSN trên Trái Đất.

Ăng-ten vô tuyến 70 mét ở Canberra, nằm trong hệ thống liên lạc Mạng không gian sâu. Ảnh: CSIRO.

Tàu vũ trụ càng ở xa thì càng cần ăng-ten trên mặt đất lớn để phát hiện tín hiệu yếu mà nó gửi về. Ăng-ten lớn nhất tại mỗi điểm DSN có đường kính 70 mét.

Cũng cần lưu ý việc liên lạc với các tàu vũ trụ không xảy ra tức thì như liên lạc thông thường. Tốc độ truyền sóng vô tuyến bị ràng buộc bởi một giới hạn tốc độ chung, tốc độ ánh sáng, khoảng 300.000 km/s.

Đối với tàu vũ trụ gần Trái Đất, độ trễ liên lạc này hầu như không đáng kể. Tuy nhiên, ở xa Trái Đất hơn, độ trễ có thể trở thành một thách thức.

Giả sử một tàu ở Hỏa tinh, khi gần nhất hành tinh này cách Trái Đất khoảng 55 triệu km, độ trễ sẽ vào khoảng 4 phút. Nhưng nếu 2 hành tinh ở vị trí xa nhau nhất có thể, khoảng cách sẽ là hơn 400 triệu km và độ trễ có thể lên đến 24 phút. Có nghĩa là tàu sẽ cần đợi từ 4-24 phút để tin nhắn đến được bộ phận kiểm soát, và thêm 4-24 phút nữa để nhận được phản hồi.

Bí mật kỹ thuật của các tàu Voyager

Các vật thể ở xa nhất mà DSN giữ liên lạc là 2 tàu vũ trụ Voyager của NASA. Phóng vào năm 1977, Voyager 1 và 2 đã nghiên cứu Mộc tinh, Thổ tinh, Thiên Vương tinh và Hải Vương tinh. Bây giờ, Voyager 1 đã ra ngoài Hệ Mặt Trời và khám phá không gian giữa các ngôi sao.

Cơ sở Điều hành Chuyến bay không gian tại Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA ở California, nơi nhận và đọc tín hiệu từ các tàu vũ trụ. Ảnh: NASA; JPL Caltech.

Các tàu vũ trụ Voyager sử dụng radio 23 watt, lớn hơn so với con số 3 watt mà một chiếc điện thoại di động thông thường sử dụng, nhưng xét về khoảng cách của tàu đây vẫn là một máy phát tín hiệu công suất cực thấp. Các đài phát thanh lớn trên Trái Đất truyền ở công suất hàng chục nghìn watt, dù vậy tín hiệu vẫn mờ đi nhanh chóng.

Với Voyager, chìa khóa để nhận tín hiệu không phải là sức mạnh của radio, mà là sự kết hợp của 3 yếu tố bao gồm ăng-ten lớn, truyền đúng hướng đến DNS và không bị nhiễu bởi các tín hiệu khác.

So với các tàu vũ trụ khác có ăng-ten từ 2-3 m, cả 2 Voyager có ăng-ten cỡ đại, lên đến 3,7 m. Ăng-ten này hướng thẳng và truyền tín hiệu về một ăng-ten 34 m trên Trái Đất.

Voyager truyền tín hiệu trong dải tần 8 GHz, tần số ít được sử dụng. Do đó, ăng-ten trên Trái Đất có thể sử dụng bộ khuếch đại cực mạnh để đọc tín hiệu từ Voyager mà không lo bị các tín hiệu nhiễu làm lu mờ. Ở chiều tín hiệu đi từ Trái Đất, vì không bị giới hạn năng lượng, DNS sử dụng công suất hàng chục nghìn watt để đảm bảo tàu vũ trụ nhận được các lệnh truyền đi.

Ăng-ten vô tuyến 70 mét ở Goldstone, California. Ảnh: NASA.

Vì Voyager cách Trái Đất hơn 23 tỷ km hay 20 giờ ánh sáng, tín hiệu của tàu tới ăng-ten DSN rất yếu. Năng lượng mà DSN nhận được từ Voyager yếu hơn 20 tỷ lần so với năng lượng cần thiết để chạy một chiếc đồng hồ kỹ thuật số. Dù vậy, nhờ giải tần “vắng” nói trên, các kỹ sư NASA có thể khuếch đại tín hiệu để “nghe thấy” to và rõ ràng.

Các trung tâm tại mỗi khu vực DSN nhận tín hiệu từ tàu gửi về, sau đó chuyển tiếp tín hiệu đến Cơ sở Điều hành Chuyến bay không gian tại Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA ở California (Mỹ). Ở đây, các bức ảnh và dữ liệu khác được xử lý và chia sẻ với các nhà khoa học và công chúng.

Những câu hỏi lớn - Vũ trụ

Sách đề cập đến những vấn đề cơ bản trong khoa học tự nhiên, dưới hình thức thảo luận 20 câu hỏi về thiên văn và vũ trụ như: Vũ trụ là gì? Vũ trụ rộng lớn thế nào? Vì sao các hành tinh luôn bay theo quỹ đạo?...

Sao Hỏa lớn hơn Trái Đất bao nhiêu lần?

Sao Hỏa có đường kính khoảng 6.779 km, so với đường kính của Trái đất khoảng 12.742 km, và Trái đất lớn hơn gần bảy lần về tổng thể tích.

Đi từ Trái Đất đến sao Hỏa mất bao lâu?

TTO - Theo NASA, các chuyến bay từ Trái đất đến sao Hỏa sẽ mất khoảng 500 ngày. Tuy nhiên mới đây, các kỹ sư người Canada đã giới thiệu một nghiên cứu mới, hứa hẹn cắt giảm thời gian đến hành tinh Đỏ xuống chỉ còn 45 ngày.

Một ngày trên sao Hỏa tương đương với bao nhiêu ngày trên Trái Đất?

Một ngày ở trên Sao Hoả dài khoảng 24,5 tiếng và Sao Hoả có các mùa giống như ở trên Trái Đất, vì hành tinh này có trục quay nghiêng 25°. Thời gian để Sao Hoả quay một vòng quanh Mặt Trời là 1,88 năm Trái Đất. Nhiệt độ trên bề mặt Sao Hoả biến thiên khá nhiều, thường rơi khoảng từ −110 °C đến 35 °C.

Trái Đất là bao nhiêu km?

Trái đất là hành tinh thứ 3 tính từ Mặt Trời. Khoảng cách trung bình của Trái đất đến Mặt trời là 149.597.887 km, tương đương với 0.99731925 AU. Diện tích Trái đất khoảng 510.000.000 km2. Trong đó, đất liền chiếm 29,2%( 148.940.000 km2 ), nước chiếm 70,8%( 312.369.000 km2 ).