Các hành tinh khí như sao Mộc và sao Thổ có cấu tạo vô cùng đặc biệt. Bề mặt của nó không hề có các lớp đất đá cứng như Trái Đất. Tuy nhiên, ở phần lõi của chúng, nhiệt độ và áp suất vẫn duy trì ở mức rất cao. Thậm chí, những con số này cao đến mức khiến mọi vật chất đều bị phân rã. Đó là lý do vì sao mà việc sử dụng tàu vũ trụ để xuyên qua những hành tinh này là điều không thể. Thậm chí, ngay cả khi những con tàu này được thiết kế hình viên đạn, lao với tốc độ nhanh thì chúng vẫn bị phân rã và không thể thoát khỏi nơi này.
Tàu vũ trụ có thể xuyên qua các hành tinh khí hay không?
Sao Mộc và sao Thổ là hai hành tinh khí khổng lồ trong hệ Mặt Trời. Những hành tinh như vậy có thể không có bề mặt cứng để cản tàu vũ trụ đâm xuống. Dù không có bề mặt cứng, vùng trung tâm của hành tinh khí khổng lồ vẫn có áp suất và nhiệt độ cao đến mức khiến tàu vũ trụ phân rã. Vậy trong tương lai, con người có thể phóng tàu bay xuyên qua chúng không?
Theo Leigh Fletcher, phó giáo sư khoa học hành tinh tại Đại học Leicester (Anh), câu trả lời là “không”. Tàu vũ trụ sẽ không thể “sống sót” trong chuyến bay xuyên qua hành tinh khí khổng lồ. “Vấn đề là mật độ, áp suất và nhiệt độ đều tăng đến mức khủng khiếp khi tàu cố gắng lao vào bên trong hành tinh khí khổng lồ”. Fletcher giải thích. Gần tâm sao Mộc, hydro vốn thường ở thể khí chuyển thành kim loại lỏng. Điều này khiến khu vực trung tâm trở nên kỳ lạ như bề mặt Mặt Trời.
Áp suất và nhiệt độ trong tâm sao Mộc lớn đến mức nào?
Để hình dung áp suất gần tâm sao Mộc, trước hết hãy xem xét rãnh Mariana. Đây là nơi sâu nhất trong các đại dương trên Trái Đất. Ở độ sâu gần 11 km, áp suất đạt mức hơn 100.000 kPa. Ở mực nước biển, mức áp suất chỉ là khoảng 100 kPa.
Fletcher cho biết, gần tâm sao Mộc, áp suất tăng lên đến hàng trăm triệu kPa. Không chỉ có áp suất khổng lồ, nhiệt độ cũng tăng lên đến hàng chục nghìn độ C. Khi đó, các tàu vũ trụ không chỉ bị bóp méo hay nung chảy. Nó sẽ hoàn toàn phân rã thành các nguyên tử cấu thành.
Thiết kế hình viên đạn cũng không thể giúp tàu vũ trụ đi qua
Fletcher cũng dự đoán hành trình của tàu vũ trụ đến tâm sao Mộc. Đầu tiên, một tàu thăm dò lý tưởng phải có hình dạng giống viên đạn để tăng tính khí động học. Đồng thời, cho phép nó lao xuống càng sâu càng tốt. Khi bắt đầu đâm xuống, con tàu sẽ gặp những đám mây amoniac mỏng và bay xuyên qua bầu trời màu xanh do hiện tượng tán xạ ánh sáng. Điều này tương tự như ở khí quyển Trái Đất.
Sau khi vượt qua lớp mây amoni hydro sulfide màu nâu đỏ nhầy và dính, tàu vũ trụ sẽ tới độ sâu khoảng 80 km. Khu vực có những đám mây vũ tích cao chót vót. Đồng thời, nó có thể được thắp sáng bởi các cơn bão sét lớn. Ở độ sâu lớn hơn, khoảng 7.000 – 14.000 km, con tàu sẽ gặp lớp khí quyển nóng đến mức tự phát sáng. Đây là nơi có mức nhiệt hàng chục nghìn độ C và áp suất lên đến hàng trăm triệu kPa. Và đó là lý do khiến nó bắt đầu phân rã.
Sự phân rã của vật chất bên trong lõi các hành tinh khí
Ở khu vực bí ẩn sâu bên trong sao Mộc, hydro và heli trở thành chất lỏng. Nhờ tàu Juno phóng lên không gian năm 2011, các nhà khoa học phát hiện ra sao Mộc không có lõi rắn mà là lõi khuếch tán gồm các chất như nitơ, carbon. Thậm chí là chứa cả sắt ở dạng khuếch tán. Khi tới phần lõi hỗn hợp này, tàu vũ trụ đã “không còn nữa”. Fletcher nhận định.
Tàu vũ trụ như Galileo, Cassini hay con tàu giả định hình viên đạn đều phân rã thành các nguyên tử khi lao vào hành tinh khí khổng lồ. Nhưng những nguyên tử đó sẽ vĩnh viễn là một phần của các thiên thể này. “Không có gì thực sự bị mất ở hành tinh khí khổng lồ”. Fletcher nói.
