Tác giả: Fan Yu (Khoa Khám phá Mặt Trăng và Không gian Sâu thẳm của Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, Trung tâm Khoa học Không gian Quốc gia của Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc)
Bài viết được trích từ tài khoản chính thức của Viện Hàn lâm Khoa học (ID: kexuedayuan)
——
Con người chưa bao giờ ngừng khám phá những điều chưa biết. Ngay cả khi đối mặt với vũ trụ bao la, con người chỉ là một giọt nước giữa đại dương và chúng ta không bao giờ dừng lại. Ngày nay, con người có thể thực hiện thám hiểm toàn diện sao Hỏa thông qua nhiều loại tàu thăm dò không gian khác nhau. Vậy, vào thời đại chưa có tàu vũ trụ, con người đã quan sát sao Hỏa như thế nào? Những câu chuyện nào đã xảy ra trong quá trình con người trước đây thám hiểm sao Hỏa?
Trung Quốc cổ đại: Sao Hỏa có phải là điềm xui không?
Cách quan sát lâu đời nhất là nhìn trực tiếp bằng mắt. Thiên văn học là một trong những ngành khoa học tự nhiên phát triển nhất ở Trung Quốc cổ đại. Con người đã quan sát và ghi chép chi tiết về mặt trời, mặt trăng, các hành tinh, sao chổi, mưa sao băng, v.v. Ở Trung Quốc cổ đại, con người khi còn trong xã hội nguyên thủy đã bắt đầu cố gắng "quan sát bầu trời". Dưới thời vua Nghiêu vào thế kỷ 24 trước Công nguyên, các quan như Hoắc Chính và Tây Hòa được giao nhiệm vụ quan sát mặt trời, mặt trăng và các vì sao và chuyên "quan sát các hiện tượng thiên thể và thời gian".
Bản đồ thiên văn đá Tô Châu (Nguồn: Atlas thiên văn cổ đại Trung Quốc)
Người xưa tin rằng các hiện tượng thiên thể là điềm báo từ thiên đường, và các quan sát thiên văn liên quan đến sao Hỏa luôn gắn liền với thảm họa và những dấu hiệu đáng ngại. Bây giờ chúng ta đều biết rằng do quỹ đạo của nó, khoảng cách gần nhất giữa sao Hỏa và Trái Đất là khoảng 55 triệu km, và khoảng cách xa nhất là hơn 400 triệu km. Theo quan sát của người xưa, sao Hỏa có màu đỏ và phát huỳnh quang rực lửa, tượng trưng cho lửa trong Ngũ hành. Độ sáng của sao Hỏa không cố định. Đôi khi nó sáng, đôi khi lại tối. Nó di chuyển qua lại giữa đông và tây trên bầu trời. Mô hình này không thể đoán trước và rất khó hiểu. Vì vậy, người xưa còn gọi sao Hỏa là "Yinghuo", lấy từ "lửa cháy, hỗn loạn và hỗn loạn". Có nhiều ghi chép về hiện tượng thiên văn sao Hỏa ở Trung Quốc cổ đại, và "Sao Hỏa canh giữ trái tim" là một trong những ghi chép có ảnh hưởng nhất.
"Trái tim" ám chỉ Antares trong chòm sao Bọ Cạp, một ngôi sao khổng lồ đỏ cực lớn trong Ngân Hà. Vào thời cổ đại, nó được gọi là "Ngọn lửa lớn". Đây là ngôi sao sáng nhất trong cung Bọ Cạp. Ngôi sao này có màu đỏ như máu và thậm chí còn là một trong những ngôi sao sáng nhất trên bầu trời đêm. Khi sao Hỏa di chuyển quanh Antares và lưu lại trong hơn hai mươi ngày, nó sẽ hình thành "Sao Hỏa trong tim".
Theo ghi chép lịch sử, vào năm "Sao Hỏa trong tim" xảy ra, đất nước sẽ phải hứng chịu một thảm họa lớn, có thể là do thiên nhiên hoặc do con người gây ra. Vì vậy, đây là hiện tượng thiên văn mà bất kỳ vị hoàng đế nào cũng không muốn chứng kiến khi cai trị một đất nước. Tuy nhiên, trên thực tế, dựa trên các khái niệm thiên văn học hiện nay, hầu hết các hiện tượng thiên văn "Sao Hỏa trong tim" được ghi lại trong lịch sử đều có sai sót hoặc thậm chí là bịa đặt, và điềm báo đáng ngại của chúng chủ yếu được sử dụng như một phương tiện đấu tranh chính trị. Tuy nhiên, điều này cũng minh họa thêm rằng ở Trung Quốc cổ đại, do tính biến đổi và không chắc chắn của sao Hỏa nên nó trở thành biểu tượng của sự điềm gở.
Từ quan sát bằng mắt thường đến sự ra đời của kính thiên văn
Trong xã hội phương Tây, sao Hỏa còn tượng trưng cho chiến tranh. Người Ai Cập cổ đại trước Công nguyên gọi nó là "Ngôi sao đỏ"; người Babylon cổ đại sau này gọi nó là "Ngôi sao Tử thần"; Người Hy Lạp cổ đại đặt tên sao Hỏa theo tên vị thần chiến tranh "Ares" trong "Sử thi Homer", và sau đó người La Mã cổ đại cũng đặt tên hành tinh này là "Sao Hỏa" theo tên vị thần chiến tranh của họ. Từ đó trở đi, sao Hỏa ở phương Tây có tên chính thức: Sao Hỏa.
Ares, vị thần chiến tranh trong thần thoại Hy Lạp (Nguồn ảnh: Bách khoa toàn thư Baidu)
Mặc dù xã hội phương Tây đã biết về hành tinh đỏ từ trước Công nguyên, nhưng phải đến thời Phục hưng (thế kỷ 14-16), người ta mới hiểu rõ hơn về sao Hỏa. Nhà thiên văn học người Đan Mạch Tycho Brahe đã dành hơn 20 năm để quan sát nhiều hiện tượng thiên văn bằng mắt thường và ghi lại dữ liệu có liên quan, bao gồm một lượng lớn dữ liệu quan sát trên sao Hỏa. Học trò của ông là Johannes Kepler, trong khi nghiên cứu và phân tích dữ liệu do Tycho để lại, cũng đã quan sát sao Hỏa trong vũ trụ. Ông phát hiện ra rằng sao Hỏa quay quanh Mặt Trời theo quỹ đạo hình elip, với Mặt Trời nằm tại một trong hai tiêu điểm của nó. Sau đó, ông phát hiện ra rằng tốc độ di chuyển của sao Hỏa không đồng đều. Nó di chuyển nhanh hơn khi ở gần mặt trời hơn (điểm cận nhật) và chậm hơn khi ở xa mặt trời hơn (điểm viễn nhật). Tuy nhiên, bắt đầu từ bất kỳ điểm nào, diện tích quét bởi đường xuyên tâm (đường thẳng nối tâm mặt trời với tâm hành tinh) trong khoảng thời gian như nhau đều bằng nhau.
Đây là những định luật nổi tiếng của Kepler về quỹ đạo và diện tích. Sau đó, vào năm 1619, ông đã công bố định luật thứ ba của mình. Đây là nền tảng của thiên văn học hiện đại, ba định luật của Kepler: mọi hành tinh đều chuyển động theo quỹ đạo hình elip có kích thước khác nhau; diện tích quét bởi bán kính của hành tinh trên mặt phẳng quỹ đạo là bằng nhau trong cùng một khoảng thời gian; bình phương chu kỳ quỹ đạo của hành tinh tỉ lệ với lập phương khoảng cách từ nó tới Mặt Trời.
Những đóng góp của Kepler không chỉ dừng lại ở đó. Năm 1609, Galileo đã sử dụng kính thiên văn của Hà Lan để tạo ra kính thiên văn đầu tiên trên thế giới, kính thiên văn Galilean. Năm 1611, Kepler đã cải tiến kính thiên văn dựa trên kính của Galileo, làm cho trường nhìn rộng hơn. Nó được gọi là kính thiên văn Keplerian. Sự ra đời của kính thiên văn quang học trên mặt đất đã cho phép con người quan sát sao Hỏa và các hành tinh khác rõ ràng hơn. Từ đó trở đi, khả năng quan sát thiên văn của con người đã bước sang một tầm cao mới, từ quan sát bằng mắt thường đến kỷ nguyên quan sát bằng kính thiên văn.
Trong 200 năm tiếp theo, con người tiếp tục quan sát sao Hỏa qua kính viễn vọng và hiểu rõ hơn về nó. Năm 1659, nhà khoa học người Hà Lan Huygens đã sử dụng kính thiên văn tiên tiến do chính ông thiết kế để ghi lại một đốm đen lớn trên sao Hỏa. Ông nhận thấy rằng đốm đen trở về vị trí ban đầu vào cùng thời điểm ngày hôm sau, do đó ông tính toán rằng sao Hỏa có chu kỳ 24 giờ; Năm 1666, nhà thiên văn học người Pháp Cassini đã quan sát sao Hỏa và xác định rằng chu kỳ quay của nó hoặc ngày sao Hỏa là 24 giờ 40 phút; Năm 1672, Huygens lần đầu tiên quan sát thấy một đốm trắng ở Cực Nam của Sao Hỏa, có thể đó là chỏm cực.
Vệ tinh sao Hỏa và việc phát hiện ra "kênh đào"
Năm 1877, Asaph Hall thuộc Đài quan sát Hải quân Hoa Kỳ đã phát hiện ra hai vệ tinh của Sao Hỏa khi chúng tiếp cận gần Sao Hỏa, sau này ông đặt tên là Phobos và Deimos. Cùng năm đó, nhà thiên văn học người Ý Giovanni Virginio Schiaparelli tuyên bố phát hiện ra "cannali" trên sao Hỏa, một từ tiếng Ý được dịch sai sang tiếng Anh là "canal", nhưng nghĩa gốc của nó là "kênh sông". Ông đã tạo ra một bản đồ bề mặt sao Hỏa, trở thành một trong những tiêu chuẩn để lập bản đồ hành tinh và được sử dụng cho đến khi kỷ nguyên không gian ra đời.
Bản đồ sao Hỏa vẽ tay của Lowell (Nguồn hình ảnh: National Geographic Maps)
Năm 1894, một người Mỹ tên là Percival Lawrence Lowell đã tài trợ cho việc xây dựng Đài quan sát Lowell tại Hoa Kỳ. Ông bị ám ảnh bởi các quan sát thiên văn và đã dành 15 năm để chụp một số lượng lớn ảnh sao Hỏa và vẽ bản đồ các "kênh đào" trên sao Hỏa. Ông cũng là nhà văn khoa học đại chúng có ảnh hưởng nhất thời bấy giờ và đã xuất bản nhiều tiểu thuyết về sao Hỏa. Tuy nhiên, lý thuyết về "kênh đào" trên sao Hỏa cũng gây tranh cãi vào thời điểm đó.
Năm 1909, nhà thiên văn học người Hy Lạp Eugene Antoniadi tuyên bố rằng cái gọi là kênh đào trên sao Hỏa có thể chỉ là ảo ảnh quang học sau khi quan sát chúng bằng kính viễn vọng 83cm tại Đài quan sát Paris. Có một hố va chạm được gọi là Antoniadi trên cả sao Hỏa và Mặt Trăng để kỷ niệm sự kiện này, và cũng có một vách đá trên sao Thủy có tên là Antoniadi Dorsum. Năm 1950, các nhà khoa học tại Đài quan sát sao Hỏa Lowell đề xuất rằng cái gọi là kênh đào trên sao Hỏa có thể là các vết nứt trên bề mặt sao Hỏa và chỉ ra rằng các ốc đảo có cấu trúc xuyên tâm phát triển trên bề mặt của nó thực chất là các hố va chạm và cái gọi là kênh đào là các vết nứt hình thành do va chạm.
Bản đồ địa hình của sao Hỏa được tạo ra bằng cách sử dụng dữ liệu từ Mars Global Surveyor (Nguồn hình ảnh: NASA)
Vào những năm 1960, con người không còn hài lòng với việc quan sát sao Hỏa từ Trái Đất nữa và bắt đầu thử phóng tàu thăm dò sao Hỏa, mở ra chương mới cho việc thám hiểm không gian.
Trong ba ngàn năm qua, sự tò mò và mong muốn tìm hiểu về những điều chưa biết của con người đã đưa chúng ta đến gần hơn với việc hiểu biết về vũ trụ. Xuất phát từ sự thiếu hiểu biết và sợ hãi, nhiều câu chuyện thần thoại đã được nảy sinh; trong nỗ lực tìm hiểu, con người đã quan sát các hiện tượng trên trời bằng mắt thường với hy vọng nhận được sự mặc khải từ thiên đàng; sau khi tìm ra một số quy tắc nhất định, con người đã tạo ra kính thiên văn để khám phá và quan sát sao Hỏa xa xôi; Cho đến nay, con người có thể sử dụng tàu thăm dò để tiếp cận và hạ cánh trên sao Hỏa, đồng thời trực tiếp hiểu và nghiên cứu các đặc điểm của hành tinh này.
Khoa học và công nghệ đang phát triển nhanh chóng đến mức có lẽ trong tương lai gần, con người thực sự có thể du hành đến vũ trụ xa hơn và khám phá nhiều điều bí ẩn chưa biết hơn.
