Bạn có biết khoảng cách từ Trái Đất tới sao Mộc - hành tinh lớn nhất hệ Mặt Trời là bao nhiêu không? Hãy cùng Quản Trị Mạng tìm hiểu nhé!
Là hành tinh lớn nhất trong hệ Mặt Trời, sao Mộc chiếu sáng trên bầu trời bất chấp khoảng cách địa lý. Sao Kim là hành tinh duy nhất sáng hơn so với hành tinh khí khổng lồ này, mặc dù đôi khi sao Hỏa cũng tạo một số thách thức đối với nó. Một phần trong điều này có liên quan đến kích thước và thành phần của Mộc tinh, nhưng hành tinh này phát triển sáng hơn hay mờ hơn còn phụ thuộc vào khoảng cách từ Trái đất đến nó.
Khoảng cách từ Trái Đất đến sao Mộc?
Do bởi cả hai hành tinh đều chạy trên một đường tròn elip quay xung quanh Mặt Trời nên khoảng cách từ Trái Đất đến Mộc tinh liên tục thay đổi. Khi hai hành tinh di chuyển đến vị trí gần nó nhất, khoảng cách đến sao Mộc chỉ là 365 triệu dặm (588 triệu km). Từ vị trí gần nhất của nó, sao Mộc chiếu sáng, thậm chí đến sao Kim cũng trở nên mờ nhạt khi so sánh với nó. Ở tại vị trí xa nhất, hành tinh khí khổng lồ nằm cách Trái Đất 601 triệu dặm (968 triệu km).
Sao Mộc phải mất 11,86 năm Trái Đất để hoàn thành một vòng quỹ đạo quay quanh Mặt Trời. Khi Trái Đất quay quanh Mặt trời, nó sẽ gặp sao Mộc cách 398,9 ngày một lần, làm cho hành tinh khí khổng lồ này dường như đi ngược trở lại trong bầu trời đêm. Sự chuyển động ngược này đã gây ra một số vấn đề đối với các mô hình trung tâm gốc của hệ Mặt Trời (hay "Copernic"), những vòng tròn hoàn hảo không giải thích rõ ràng vòng lặp của sao Mộc và các hành tinh khác tạo ra. Mãi cho đến khi Johannes Kepler xác định rằng các hành tinh di chuyển theo đường tròn elip chứ không phải là đường tròn, thì lúc đó vấn đề mới được làm rõ.
Xem thêm: Những điều chưa biết về vành đai tiểu hành tinh
Khoảng cách từ sao Mộc đến Mặt trời?
Khi di chuyển theo đường tròn elip có nghĩa là các hành tinh này không phải luôn ở một khoảng cách không đổi nếu tính từ Mặt Trời. Tại vị trí gần nhất của nó, hoặc điểm cận nhật, sao Mộc nằm cách các ngôi sao 460 triệu dặm (741 triệu km); còn tại vị trí xa nhất, hoặc điểm viễn nhật là 508 triệu dặm (817 triệu km). Khoảng cách trung bình từ Trái Đất đến sao Mộc là 484 triệu dặm (778 triệu km).
Khi hai hành tinh này di chuyển xung quanh nhau, hệ thống có khối tâm của riêng nó thường nằm ở vị trí gần vật nặng hơn. Đây là điểm mà cả hai hành tinh đều quay xung quanh. Vì vậy, mặc dù các hành tinh quay quanh xung quanh Mặt Trời, cả Mặt Trời và các hành tinh thực tế đều quay quanh điểm khối tâm. Điều này có nghĩa là các hành tinh có một khối tâm không chỉ với Mặt Trời mà còn với các hành tinh khác. Tuy nhiên, Mặt Trời khổng lồ nằm thống trị giữa điểm khối tâm, Trái Đất và sao Thủy.
Trong hệ Mặt Trời, khối tâm của hầu hết hệ thống hành tinh Mặt Trời (Mặt Trời-Trái Đất, Mặt Trời - sao Kim,... ) nằm bên trong ngôi sao khổng lồ của chúng ta. Nhưng bởi vì sao Mộc quá to, khối tâm trong hệ Mặt Trời - sao Mộc thực tế nằm ngoài đường kính của Mặt Trời. Đây là hành tinh duy nhất có khối tâm không nằm trên đường biên của Mặt Trời. Khi sao Mộc quay quanh Mặt Trời, hành tinh khổng lồ kéo mạnh ngôi sao của nó. Khi quan sát được những chuyển động tương tự ở những ngôi sao khác, cho phép các nhà khoa học phát hiện ra một số ngoại hành tinh đầu tiên.
Xem thêm: Khám phá những sự thật đáng kinh ngạc về hành tinh vũ trụ của chúng ta
Phải mất bao lâu để đến được Mộc tinh?
Khoảng thời gian cần để tàu vũ trụ đến được hành tinh khí khổng lồ còn phụ thuộc vào một số điều kiện. Đường di chuyển của các tàu vũ trụ thường khác nhau, bởi nó bay ra khỏi các hành tinh, Mặt Trăng và thậm chí Mặt Trời để tăng tốc trong khi sử dụng ít nhiên liệu hơn.
Phi thuyền Galileo được phóng vào tháng 10 năm 1989. Nó chỉ mất hơn sáu năm để đến được hành tinh khí khổng lồ và đến nơi vào tháng Mười Hai năm 1995. Tuy nhiên, phi thuyền Galileo bay theo đường quanh co, di chuyển một khoảng cách dài 2,5 tỷ dặm qua sao Kim, Trái Đất và tiểu hành tinh Gaspra để tới được sao Mộc.
Mặt khác, Voyager 1 chỉ mất hai năm để đến được hành tinh khí khổng lồ. Được phóng vào ngày 5 tháng 9 năm 1977, Voyager 1 đã tiếp cận hành tinh khí khổng lồ tại vị trí gần nhất vào ngày 5 tháng 3 năm 1979. Đây là sứ mệnh Voyager được thiết kế để tận dụng sự bố trí lý tưởng của các hành tinh bên ngoài.
Sứ mệnh New Horizons đã có một lộ trình rõ ràng hơn sau ngày ra mắt ngày 19 tháng 1 năm 2006. Vào ngày 28 tháng 02 năm 2007, nó thực hiện một chuyến bay đến sao Mộc trên đường tới sao Diêm Vương và các hành tinh lùn khác. Thời gian di chuyển đến sao Mộc chỉ mất hơn 13 tháng.
Juno, được phóng vào ngày 5 tháng 8 năm 2011, mất 5 năm để đi đến hành tinh khí khổng lồ, ngày 04 tháng 07 năm 2016.
Cơ quan Vũ trụ châu Âu đưa ra kế hoạch phóng Jupiter ICY Moons Explorer (JUICE) lên sao Mộc vào tháng 06 năm 2022. JUICE sẽ dựa vào lực hút từ sao Kim và Trái Đất để thực hiện hành trình 7,6 năm trên hành tinh khí khổng lồ này.
NASA cho biết cơ quan này sẽ phóng tàu vũ trụ Europa Clipper, tới Mặt Trăng Europa của sao Mộc dự kiến sẽ đến nơi vào năm 2020. Hệ thống tên lửa phóng vũ trụ Space Launch System - SLS của NASA là mẫu tên lửa kế nhiệm tàu con thoi, có thể sẵn sàng cất cánh vào đầu năm 2018. Khi rời khỏi bệ phóng, nó có thể chở 70 tấn hàng lên quỹ đạo và giảm thời gian đi lại từ 8 năm xuống còn 3 năm.
"Đây là một trong những trường hợp hiếm hoi khi thời gian thực sự là tiền bạc", cựu phi hành gia John Grunsfeld, phó quản lý tại Ban Sứ mệnh Khoa học - Science Mission Directorate của NASA đã chia sẻ vào tháng 7 năm 2015.
Thời gian di chuyển đến hành tinh khí khổng lồ của mỗi sứ mệnh là khác nhau, không chỉ phụ thuộc vào công nghệ kỹ thuật đẩy, mà còn phụ thuộc vào cách sắp xếp thứ tự của các hành tinh.
Xem thêm: Stephen Hawking và 32 nhà vật lý hàng đầu thế giới ký vào một bức thư bảo vệ học thuyết về nguồn gốc vũ trụ
Chúc các bạn vui vẻ!
Trái đất và các hành tinh hàng xóm, cùng các tiểu hành tinh, hành tinh lùn, thiên thạch, sao chổi... thuộc Hệ Mặt trời (Thái Dương hệ) với Mặt trời là trung tâm của hệ này. Các nhà thiên văn học sử dụng một đơn vị đo để đo khoảng cách giữa các thiên thể trong hệ Mặt trời, được gọi là AU (Astronomical Unit), hay nghĩa tiếng Việt là Đơn vị Thiên văn.
Khoảng cách từ Trái đất đến Mặt trời là 149.597.870.700 mét (149,6 triệu km).
Đơn vị thiên văn (AU) là khoảng cách từ Trái đất tới Mặt trời. Một đơn vị thiên văn bằng với khoảng cách từ Trái đất tới Mặt trời, là 149.597.870.700 mét (149,6 triệu km). Các nhà thiên văn học sử dụng đơn vị này để đo khoảng cách giữa các thiên thể trong hệ Mặt trời. Thí dụ khoảng cách từ Mặt trời tới Mộc Tinh là 5,2 AU trong khi Hải Vương Tinh cách Mặt trời tới 30,07 AU.
Ở rìa ngoài cùng của Thái Dương hệ, đám mây Oort, nơi được cho là cái nôi của các sao chổi, cách Mặt trời 100.000 AU. Khoảng cách tới ngôi sao gần nhất, Proxima Centauri, xấp xỉ 250.000 AU. Tuy nhiên, để đo các khoảng cách xa hơn, giới thiên văn học đã sử dụng năm ánh sáng hay khoảng cách ánh sáng di chuyển được trong một năm của Trái đất – tương đương 63.239 AU. Vì vậy, theo quy đổi, Proxima Centauri nằm cách Mặt trời 4,2 năm ánh sáng.
Quỹ đạo hình elip
Tuy nhiên như bạn cũng đã biết, quỹ đạo của Trái đất xung quanh Mặt trời không phải là một đường tròn hoàn hảo tuyệt đối, nó là một hình ellip. Nên trong một năm, có lúc Trái đất tới gần Mặt trời, lúc thì lại ra xa.
Điểm trên quỹ đạo mà Trái đất tới gần Mặt trời nhất gọi là Điểm cận nhật, khoảng cách khoảng 146 triệu cây số và vào tháng 1 hằng năm Trái đất sẽ tới điểm này. Điểm trên quỹ đạo mà Trái đất xa ra Mặt trời nhất được gọi là Điểm viễn nhật, khoảng cách khoảng 152 triệu cây số và vào tháng 7 hằng năm Trái đất sẽ tới điểm này.
Đơn vị thiên văn (AU) là khoảng cách từ Trái đất tới Mặt trời.
Xác định các khoảng cách
Trong lịch sử đã ghi nhận, nhà thiên văn và toán học Aristarchus của (đảo) Samos người Hy Lạp là người đầu tiên đo khoảng cách từ Trái đất đến Mặt trời vào khoảng năm 250 trước Công nguyên. Và vào thời hiện đại, nhà thiên văn học Christiaan Huygens người Hòa Lan đã đo khoảng cách từ Trái đất đến Mặt trời vào năm 1653.
Ông Huygens sử dụng các pha của Kim Tinh để tìm kiếm các góc trong tam giác Kim Tinh - Trái đất - Mặt trời. Thí dụ, khi Kim Tinh xuất hiện lúc được Mặt trời rọi sáng một nửa, 3 thiên thể hình thành một tam giác đều nhìn từ Trái đất. Phỏng đoán kích thước của Kim Tinh (một cách vô tình nhưng lại chính xác), ông Huygens đã có thể xác định khoảng cách từ Kim Tinh tới Trái đất, và khi biết được khoảng cách đó, cộng với các góc của tam giác, ông đã có thể đo được khoảng cách tới Mặt trời. Tuy nhiên, vì phương pháp của Huygens một phần là sản phẩm mang tính suy đoán và không hoàn toàn dựa trên căn cứ khoa học nên không được tín nhiệm.
Năm 1672, nhà toán học và thiên văn học Giovanni Cassini người Ý đã sử dụng một phương pháp bao gồm cả thị sai, hay sai số góc, để tìm khoảng cách tới Hỏa Tinh và đồng thời tính toán ra khoảng cách tới Mặt trời. Ông đã gởi một người đồng nghiệp là Jean Richer tới vùng Guiana thuộc Pháp trong khi bản thân ông ở Paris. Họ đã đo đạc vị trí tương đối của Hỏa Tinh với các ngôi sao khác và lập lưới tam giác những kết quả đo đạc này với khoảng cách đã biết giữa Paris và Guiana. Một khi nắm được khoảng cách tới Sao Hỏa, họ cũng có thể tính toán được khoảng cách tới Mặt trời. Vì các phương pháp của Cassini mang tính khoa học hơn nên được tin cậy.
Phương trình mới
Với sự ra đời của tàu vũ trụ và radar, con người đã có trong tay những phương thức để đo đạc trực tiếp khoảng cách giữa Trái đất và Mặt trời. Định nghĩa về đơn vị thiên văn (AU) từng là “bán kính của một quỹ đạo tròn, không xáo trộn quanh Mặt trời của một hạt có khối lượng vô cùng nhỏ, di chuyển với chuyển động trung bình 0,01720209895 radian mỗi ngày (được gọi là hằng số Gaussian)".
Ngoài việc khiến mọi thứ trở nên khó một cách không cần thiết đối với các giáo sư thiên văn học, định nghĩa trên thực tế không phù hợp với học thuyết tương đối nói chung. Sử dụng định nghĩa cũ, giá trị của AU sẽ thay đổi dựa vào vị trí của người quan sát trong Thái Dương hệ. Nếu người quan sát ở trên sao Mộc sử dụng định nghĩa cũ để tính toán khoảng cách giữa Trái đất và Mặt trời, kết quả sẽ sai lệch so với con số tính toán được trên Trái đất khoảng 1.000 mét.
Hơn thế nữa, hằng số Gaussian phụ thuộc vào khối lượng của Mặt trời, và vì Mặt trời mất dần khối lượng khi tỏa ra năng lượng nên giá trị của AU thay đổi cùng với nó.
Tháng 8/2012, Hiệp hội Thiên văn học Quốc tế (IAU) chánh thức xác nhận con số 149.597.870.700 mét cho mỗi Đơn vị thiên văn. Con số này dựa trên tốc độ của ánh sáng, một khoảng cách xác định. Một mét được định nghĩa là khoảng cách mà ánh sáng di chuyển được trong một môi trường chân không trong 1 phần 299.792.458 giây.
Cập nhật: 24/02/2021 Theo vutrutrongtamtay/vietnamnet