Khi chúng ta cố gắng, chúng ta có thể làm được điều gì đó thực sự vĩ đại. Nhà khoa học Gregory Robinson của Cơ quan Hàng không và Không gian Mỹ (NASA) đã chứng minh cho điều đó… Ông đã được tạp chí TIME chọn là “Innovator of the year 2022”.
Sự chuyển giao tuyệt vời
Cách nay bốn năm, Gregory Robinson không liên quan gì đến cái có thể là con tàu vũ trụ lớn nhất từng được chế tạo. Vào thời điểm đó, có vẻ như con tàu sẽ không bao giờ thực sự trở thành như hứa hẹn: Một cỗ máy có thể chụp ảnh từ không gian, đưa chúng trở lại Trái đất và khiến công chúng sửng sốt cả về độ nét, độ sâu và vẻ đẹp tuyệt đối của vũ trụ xa xăm.
Vĩ đại, rất hứa hẹn nhưng có một điểm yếu chết người là liên tục vượt quá ngân sách, từ ước tính ban đầu $500 triệu vào năm 1995 vọt lên $8.8 tỷ khi Robinson được giao dự án. Ngoài ra còn nhiều năm bị chậm so với kế hoạch. Lẽ ra con tàu phóng lên không gian vào năm 2007 nhưng đến mùa xuân năm 2018 vẫn không ai có thể nói chính xác khi nào nó sẽ rời khỏi mặt đất.
Năm 2018, Robinson là phó quản trị viên điều phối phụ trách các chương trình của NASA, giám sát không dưới 114 con tàu vũ trụ của NASA hoặc đã phóng lên hoặc đang trong quá trình phát triển. Rồi bất ngờ quản trị viên điều phối NASA Thomas Zurbuchen, đề nghị với ông một nhiệm vụ khó khăn: Giúp phá vỡ bế tắc của chương trình Kính viễn vọng Không gian James Webb bằng cách đảm nhận vị trí giám đốc chương trình.
Kính thiên văn Webb được xem là dự án mang tính “thế hệ”, nhưng gặp quá nhiều trục trặc về thời hạn hoàn thành, đội kinh phí cùng những vấn đề đau đầu đi kèm. Vào thời điểm đó, việc phóng kính viễn vọng được dự trù vào Tháng 10 2018 nhưng lại trễ hẹn lần nữa! Bốn năm trôi qua, quyết định giao trách nhiệm cho Robinson được chứng minh là đúng đắn. Cuối cùng, Kính viễn vọng Không gian James Webb nặng bảy tấn, với gương chính khổng lồ 6.5 m đã được đặt thành công trong không gian cách Trái đất 1.6 triệu km để quan sát sâu hơn vào vũ trụ, tức là quay trở lại thời gian xa hơn của vũ trụ so với bất kỳ đài quan sát không gian nào khác từng được xây dựng trên thế giới.
Kính James Webb mạnh hơn Hubble như thế nào?
Kính viễn vọng Không gian Hubble từng là công cụ quan sát vũ trụ chủ yếu của NASA trong hơn 30 năm nhưng Webb mạnh hơn nhiều lần. Robinson nói: “Trước khi có Webb, Hubble vẫn là kính viễn vọng quan sát vũ trụ tốt nhất. Nhưng để thấy được hình ảnh rõ hơn, Kính Webb tạo ra sự khác biệt đến mức kinh ngạc”.
Sứ mệnh của Webb là tìm kiếm manh mối về nguồn gốc vũ trụ. Với sự góp sức của hàng ngàn nhà nghiên cứu, kỹ sư và công nhân trong dây chuyền sản xuất, loài người đã có một công cụ cực mạnh mà nếu không mở ra những cánh cửa dẫn đến các bí mật của vũ trụ thì ít nhất cũng vén được một phần của bức màn che phủ nó. Kính viễn vọng Hubble quét không gian bằng quang phổ khả kiến (cùng bước sóng mà mắt người nhìn thấy) để có thể nhìn xa 13.4 tỷ năm ánh sáng, tức là nhìn thấy ánh sáng truyền tới chúng ta trong 13.4 tỷ năm, hoặc chỉ 400 triệu năm sau Vụ nổ lớn (Big Bang).
Những hình ảnh lộng lẫy của vũ trụ qua Kính James Webb (NASA)
Nhưng Hubble lại mù tịt về những gì đã xảy ra trong giai đoạn sơ khai quan trọng của vũ trụ (xa hơn 13.4 tỷ năm ánh sáng), bởi vì nó không thể nhìn xuyên qua lớp bụi xen kẽ giữa các vì sao. Trong khi đó, việc nhìn bằng bức xạ hồng ngoại xuyên qua được lớp bụi cho phép kính viễn vọng Webb nhìn xa tới 13.6 tỷ năm ánh sáng, tức hơn Hubble 200 triệu năm.
200 triệu năm xa hơn có vẻ là sự khác biệt nhỏ, nhưng không phải thế. “Sự khác biệt giữa những gì Hubble và Webb nhìn thấy không giống như so sánh một người 70 tuổi với một người 71 tuổi mà giống như đứa trẻ 1 ngày tuổi so với đứa trẻ 1 tuổi” – Scott Friedman, nhà thiên văn học thuộc nhóm phát triển Webb, giải thích.
Hubble được phóng vào năm 1990. Năm năm sau, NASA bắt đầu vạch kế hoạch cho một trạm quan sát bằng bức xạ hồng ngoại mà sau đó được gọi là Kính viễn vọng Không gian Thế hệ Tiếp theo (Next Generation Space Telescope). Chưa ai nghĩ đến việc chế tạo một chiếc kính viễn vọng như thế trước đây. Vì vậy, quá trình nghiên cứu và phát triển diễn ra rất chậm chạp, chật vật, với kinh phí tăng đều trong nhiều năm, từ $500 triệu lên $1 tỷ (2000); $2.5 tỷ (2004, cùng năm này, kính thiên văn mới được đổi tên để vinh danh cựu giám đốc NASA James Webb); $4.5 tỷ (2006); $8 tỷ (2011) và $8.8 tỷ khi Robinson tiếp quản dự án năm 2018.
Vào thời điểm Robinson nắm quyền chỉ huy dự án, NASA cũng trao quyền cho một hội đồng đánh giá độc lập để giúp đưa dự án Webb sớm hoàn thành. Làm việc với hội đồng quản trị, Robinson đã cải thiện hiệu quả của dự án từ 55% lên 95%. Ông cũng minh bạch hơn bằng cách tổ chức các cuộc họp thường xuyên với Văn phòng Quản lý và Ngân sách của Toà Bạch Ốc (White House Office of Management and Budget) cũng như các ủy ban chuẩn chi ngân sách ở cả hai viện Quốc hội.
Robinson cũng không ngại nói thẳng một số “sự thật phũ phàng”. Ông thẳng thắn thừa nhận “Webb sẽ ra mắt chậm hơn, ít nhất là cuối năm 2021” và… sẽ tốn hơn nữa với mức giá cuối cùng là $10 tỷ.
Vũ trụ lộng lẫy trong mắt (Kính) James Webb
Cuối cùng, ngày Christmas năm 2021, Kính viễn vọng Không gian James Webb rời mặt đất trên hỏa tiễn Ariane 5 của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) phóng từ Kourou, Guiana thuộc Pháp ở Nam Mỹ. Webb lên không gian bằng ESA là “bắt buộc” vì kích thước của kính quá lớn đối với bất kỳ hỏa tiễn đẩy nào Hoa Kỳ hiện có. Chỉ Ariane 5 cao 5.4 mét mới đánh cặp được với nó.
Robinson và phần còn lại của nhóm NASA có mặt tại bãi phóng trong ba tuần trước khi Webb cất cánh. Kính viễn vọng được gắn vào hỏa tiễn và các buổi diễn tập đếm ngược được làm đi làm lại. Rừng mưa nhiệt đới đe dọa sốt rét, kiến có nhiều trong phòng khách sạn và nhóm Robinson còn phải cảnh giác với những con báo đốm lang thang quanh điểm phóng. Nhưng tất cả đều suôn sẻ đúng như dự tính.
Khi đã ở trong không gian, Webb cần ba tháng trước khi mở tấm gương và nối tất cả thiết bị quan sát với đường truyền. Quá trình này xảy ra 344 lỗi (nếu một ròng rọc, bộ truyền động hoặc công tắc bị trục trặc, nhiệm vụ có thể thất bại) nhưng đều được khắc phục thành công.
Thách thức lớn nhất là việc mở tấm chắn nắng có kích thước bằng sân quần vợt, một cấu trúc gồm năm lớp Kapton giống như lá kim loại giúp giữ nhiệt độ của gương và dụng cụ của kính thiên văn ở mức siêu lạnh – 223°C (-370°F) để ngăn nhiệt phân tán làm biến dạng hình ảnh hồng ngoại giống như cách ánh sáng khuyếch tán có thể làm hỏng hình ảnh quang học.
Cuối cùng, Tháng Ba, 2022, Webb đã bật được “mắt thần” dài 6,5 m và chụp được bức ảnh đầu tiên (các kỹ sư tại trung tâm điều khiển sứ mệnh Webb tại Viện Khoa học Kính viễn vọng Không gian-STScI ở Baltimore đã hướng kính viễn vọng về phía một ngôi sao hoàn toàn bình thường có tên kỹ thuật TYC 4212-1079-1, một lựa chọn thực tế vì TYC 4212-1079-1 cách Trái đất khoảng 2,000 năm ánh sáng, không có láng giềng nào ở gần, nên Webb chỉ tập trung vào nó).
Lúc đầu, hình ảnh là một mớ hỗn độn, với tất cả 18 phân đoạn gương đều chụp ảnh ngôi sao. Nhưng trong vài ngày, nhóm đã điều chỉnh vị trí của từng phân đoạn theo thứ tự nanomet (nhỏ hơn chiều rộng của một sợi tóc) cho đến khi 18 hình ảnh mờ được phân giải thành một hình duy nhất, sáng và sắc nét đến khó tin với hàng trăm thiên hà trong bối cảnh.
Đến Tháng Bảy, cả thế giới đã trải nghiệm khoảnh khắc tuyệt vời tương tự khi nhóm Webb công bố bốn hình ảnh mãn nhãn, gồm một trường thiên hà được gọi là SMACS 0723; tinh vân Carina (một trong những vườn ươm vĩ đại của vũ trụ dành cho các ngôi sao mới) nằm cách Trái đất 7,600 năm ánh sáng; và Stephan’s Quintet, một cụm năm thiên hà được chụp ảnh lần đầu tiên bằng các kính viễn vọng thô sơ hơn vào năm 1877.
Những bức ảnh được công bố tại một sự kiện ở Toà Bạch Ốc với sự tham dự của nhiều thành viên nhóm Webb. Các nhà thiên văn học từ khắp nơi trên thế giới muốn tham gia đã được mời gửi đề xuất về thời gian quan sát và nhóm Webb dự kiến nhận được 1,000 đề xuất như thế mỗi năm nhưng chỉ có thể đáp ứng được 200. Robinson (hiện nghỉ hưu) gọi Webb là “viên đá quý” trong sự nghiệp mình và “một công cụ rất dân chủ”: “Webb được sở hữu và vận hành bởi NASA, nhưng 29 tiểu bang Mỹ, 14 quốc gia và hơn 10,000 người được hưởng những lợi ích của nó”.
______________
______________
Gregory L. Robinson, cựu giám đốc Chương trình Kính viễn vọng Không gian James Webb tại NASA, là con thứ 9 trong gia đình 11 người con sinh ở vùng nông thôn Virginia. Ông lấy bằng cử nhân toán tại Đại học Virginia Union, rồi chuyển sang Đại học Howard và lấy bằng cử nhân kỹ thuật điện. Robinson cũng có bằng MBA của Averett College.
Robinson gia nhập NASA năm 1989 và nhanh chóng trở thành quản lý tại Trung tâm Vũ trụ Goddard. Ông từng là Phó Giám đốc của Trung tâm Nghiên cứu John H. Glenn, Phó Kỹ sư trưởng NASA; và từ năm 2018 đến 2022, là giám đốc Chương trình Kính viễn vọng Không gian Webb. Ông cũng giảng dạy tại Khoa Quản lý Kỹ thuật & Kỹ thuật Hệ thống của Đại học George Washington. Tháng Bảy 2022, sau khi quá trình vận hành Webb hoàn tất và nó bắt đầu truyền dữ liệu đầu tiên, Robinson nghỉ hưu sau 33 năm làm việc tại NASA. Từ năm 2020, Robinson giảng dạy tại Đại học Columbia.
______________
James Edwin Webb (1906-1992), từng giữ chức Thứ trưởng Ngoại giao Hoa Kỳ từ năm 1949 đến năm 1952, là giám đốc thứ hai của NASA từ ngày 14 Tháng Hai 1961 đến ngày 7 Tháng Mười 1968. Ông lãnh đạo NASA từ đầu chính quyền Kennedy cho đến cuối chính quyền Johnson, do đó giám sát các sứ mệnh quan trọng nhất của NASA thời Chiến tranh lạnh.
Sinh tại Tally Ho ở Hạt Granville, NorthCarolina, Webb gia nhập quân đội, trở thành thiếu úy Thủy quân lục chiến, và ông phục vụ với tư cách phi công Thủy quân lục chiến từ năm 1930 đến năm 1932. Sau đó, ông học luật tại Đại học George Washington và lấy bằng Tiến sĩ Luật năm 1936.
Tháng Hai 1961, Webb được Tổng thống John F. Kennedy bổ nhiệm làm giám đốc NASA; và thực hiện mục tiêu do Kennedy đặt ra là đưa người Mỹ lên Mặt trăng với chương trình Apollo trước khi kết thúc thập niên 1960. Ông đóng vai trò quan trọng trong việc thành lập Trung tâm Tàu vũ trụ có người lái, sau này là Trung tâm Vũ trụ Johnson, ở Houston. Ông cũng ủng hộ mạnh việc đầu tư nghiên cứu-chế tạo kính viễn vọng.
