NASA biến nhật thực 2026 thành phòng thí nghiệm: Máy bay bay vào bóng Mặt Trăng để săn bí mật của Mặt Trời

Ngày 12/8/2026, khi bóng tối của Mặt Trăng quét qua Bắc Đại Tây Dương, một chiếc máy bay nghiên cứu của NASA không đứng chờ nhật thực đi qua. Nó tăng tốc để đuổi theo bóng Mặt Trăng.

Chiếc WB-57 cất cánh từ sân bay Keflavík ở Iceland, leo lên tầng bình lưu và mang theo hệ camera SAMI trong phần mũi. Ở độ cao khoảng 50.000 feet, tương đương hơn 15 km, máy bay ghi lại nhật thực toàn phần từ phía trên phần lớn mây, bụi và hơi nước trong khí quyển. NASA đã công bố những hình ảnh đầu tiên từ chuyến bay trong ngày 12/8, xác nhận hệ thống đã quan sát được vành nhật hoa — lớp khí quyển ngoài cùng của Mặt Trời — trong thời gian toàn phần.

Đây không chỉ là một cách có góc nhìn đẹp hơn. Bằng cách bay cùng hướng với bóng Mặt Trăng với tốc độ khoảng 460 dặm/giờ, WB-57 kéo dài khoảng thời gian mà các camera nhìn thấy vành nhật hoa từ tối đa 2 phút 18 giây đối với người quan sát trên mặt đất lên gần ba phút.

Trong vật lý Mặt Trời, thêm vài chục giây có thể mang ý nghĩa lớn. Vành nhật hoa thay đổi liên tục; các cấu trúc plasma, prominence và dòng vật chất có thể chuyển động trên thang thời gian ngắn. Camera trên máy bay được thiết kế để ghi ít nhất 20 ảnh mỗi giây ở nhiều bước sóng ánh sáng nhìn thấy và hồng ngoại, tạo ra hàng nghìn khung hình trong khoảng thời gian Mặt Trời bị che khuất.

NASA đang tận dụng một sự trùng hợp hình học hiếm có: từ Trái Đất, Mặt Trăng vừa đủ lớn trên bầu trời để che đĩa sáng chói của Mặt Trời mà vẫn để lộ vùng corona nằm sát rìa. Trong vài phút, thiên nhiên tạo ra một “coronagraph” khổng lồ mà ngay cả kính thiên văn không gian cũng khó mô phỏng hoàn hảo ở vùng gần Mặt Trời nhất.

NASA đã thực sự bay vào bóng Mặt Trăng

Nhật thực toàn phần ngày 12/8/2026 đi qua một dải hẹp gồm miền bắc Nga, Greenland, Iceland, Đại Tây Dương, Tây Ban Nha và một phần rất nhỏ Bồ Đào Nha. NASA bố trí chuyến bay WB-57 từ Iceland, nơi đường đi của vùng toàn phần cho phép máy bay tiếp cận bóng tối của Mặt Trăng trên bầu trời Bắc Đại Tây Dương.

NASA Scientific Visualization Studio đã công bố ảnh và video cho thấy WB-57 cất cánh từ Keflavík và sau đó ghi được đĩa Mặt Trăng che kín Mặt Trời. Dữ liệu hiển thị trên một khung hình của NASA cho thấy máy bay ở độ cao hơn 51.000 feet khi hệ thống quan sát đang hoạt động.

Cách nói “bay vào bóng Mặt Trăng” vì vậy không chỉ là hình ảnh văn chương. Máy bay thực sự được điều khiển để đi vào vùng umbra — phần tối nhất của bóng Mặt Trăng, nơi đĩa Mặt Trời bị che hoàn toàn.

Tuy nhiên, WB-57 không thể “đuổi kịp” bóng trong thời gian dài. Bóng Mặt Trăng di chuyển trên bề mặt Trái Đất nhanh hơn nhiều so với một máy bay phản lực thông thường. Mục tiêu của phi hành đoàn là chọn quỹ đạo sao cho thành phần vận tốc của máy bay cùng hướng với bóng giúp trì hoãn thời điểm nó thoát khỏi vùng toàn phần.

WB-57: chiếc máy bay cũ trở thành kính thiên văn bay

WB-57 là một trong những nền tảng nghiên cứu trên không đặc biệt nhất của NASA. Dòng máy bay này bắt nguồn từ B-57 Canberra, nhưng những chiếc WB-57F của NASA đã được cải biến sâu cho nhiệm vụ nghiên cứu độ cao lớn.

Theo NASA Airborne Science Program, WB-57 có thể hoạt động ở độ cao trên 63.000 feet tùy tải trọng, bay khoảng 6,5 giờ, có tầm hoạt động khoảng 2.500 hải lý và mang tới 8.800 pound thiết bị nghiên cứu.

NASA không dùng WB-57 chỉ cho nhật thực. Máy bay từng phục vụ nghiên cứu khí quyển, khoa học Trái Đất, thu thập bụi vũ trụ, thử nghiệm cảm biến và ghi hình các phương tiện không gian. Điểm mạnh của nó là khả năng đưa một bộ thiết bị tương đối lớn lên tầng bình lưu nhưng vẫn có thể cất cánh, hạ cánh và thay đổi quỹ đạo linh hoạt hơn vệ tinh.

Đối với nhật thực, ưu thế này gần như lý tưởng. Máy bay vừa có thể tránh thời tiết dưới thấp, vừa có thể di chuyển theo bóng tối để kéo dài thời gian quan sát.

SAMI: bốn camera nhìn Mặt Trời theo nhiều cách cùng lúc

Thiết bị chính của chiến dịch 2026 là SCIFLI Multispectral Airborne Imager, viết tắt SAMI. Nó được phát triển bởi đội Scientifically Calibrated In-Flight Imagery của NASA Langley Research Center.

SAMI gồm một bộ bốn camera đặt trong phần mũi WB-57. Các camera thu hình độ phân giải cao ở nhiều bước sóng ánh sáng nhìn thấy và hồng ngoại, với tốc độ ít nhất 20 khung hình mỗi giây.

Việc quan sát đa bước sóng quan trọng vì corona không phải một lớp khí đồng nhất. Nó là plasma nóng, bị chi phối bởi từ trường, trong đó các ion khác nhau phát sáng mạnh ở những bước sóng khác nhau. Mỗi bộ lọc vì vậy có thể nhấn mạnh một thành phần nhiệt độ hoặc cấu trúc vật lý khác.

Ảnh đẹp chỉ là sản phẩm phụ. Mục tiêu là biến độ sáng, hình dạng và chuyển động trong từng khung hình thành dữ liệu có thể định lượng.

Tại sao phải bay lên 50.000 feet?

Quan sát Mặt Trời từ mặt đất có một đối thủ lớn: khí quyển Trái Đất.

Mây có thể phá hỏng toàn bộ một chiến dịch nhật thực được chuẩn bị nhiều năm. Hơi nước hấp thụ mạnh một số dải hồng ngoại. Bụi và dao động khí quyển làm giảm độ tương phản và độ sắc nét của cấu trúc rất mờ trong corona.

Ở khoảng 50.000 feet, WB-57 bay trên hầu hết thời tiết. NASA cho biết độ cao này còn cho phép camera tiếp cận một số bước sóng hồng ngoại vốn bị lớp khí quyển thấp hấp thụ trước khi ánh sáng tới mặt đất.

Đây là một lợi thế khoa học, không chỉ là bảo hiểm chống mây. Một số dải hồng ngoại của corona mới chỉ được quan sát vài lần trước đây, nên mỗi nhật thực trên không có thể bổ sung dữ liệu hiếm cho việc so sánh mô hình plasma và từ trường.

Điều kỳ lạ nhất về Mặt Trời: bề mặt “mát” hơn corona rất nhiều

Một trong những câu hỏi lớn mà chiến dịch muốn góp phần giải đáp là bài toán nung nóng corona.

Bề mặt nhìn thấy của Mặt Trời, photosphere, có nhiệt độ khoảng vài nghìn độ. Nhưng corona phía trên lại có thể đạt tới gần một triệu độ hoặc hơn.

Đây là điều phản trực giác. Nếu chỉ hình dung nhiệt truyền từ một vật nóng sang vùng lạnh hơn, người ta sẽ kỳ vọng nhiệt độ giảm dần khi đi xa bề mặt. Mặt Trời làm điều ngược lại: lớp khí quyển ngoài cùng nóng hơn photosphere hàng trăm lần.

Các nhà khoa học cho rằng từ trường giữ vai trò trung tâm. Hai nhóm cơ chế thường được nghiên cứu gồm sóng từ như Alfvén waves truyền năng lượng lên cao, và những lần tái kết nối từ trường quy mô nhỏ có thể tạo ra vô số “nanoflare”.

Nhật thực không tự động giải bài toán này. Nhưng hình ảnh corona độ phân giải cao, tốc độ cao có thể giúp theo dõi sóng, cấu trúc vòng và thay đổi nhanh của plasma, qua đó kiểm tra những dự đoán khác nhau của các mô hình.

NASA còn muốn hiểu solar wind được sinh ra như thế nào

Corona không kết thúc tại một biên rõ ràng. Vật chất từ vùng này liên tục thoát ra và tạo thành solar wind — dòng plasma thổi xuyên Hệ Mặt Trời.

Khi gió Mặt Trời và các vụ phun vật chất mạnh tương tác với từ trường Trái Đất, chúng có thể tạo cực quang nhưng cũng gây nhiễu vệ tinh, liên lạc vô tuyến, GPS và trong trường hợp mạnh có thể ảnh hưởng tới hệ thống điện.

Một câu hỏi nền tảng của heliophysics là vật chất corona được gia tốc thành gió Mặt Trời bằng cách nào. NASA cho biết dữ liệu 2026 sẽ được dùng để nghiên cứu mối liên hệ giữa cấu trúc và dòng vật chất trong corona với solar wind thoát ra ngoài.

Đây là lý do một nhật thực kéo dài vài phút có thể liên quan tới “space weather” hàng triệu kilomet xa hơn.

Prominence: những đám plasma treo lơ lửng trên Mặt Trời

SAMI cũng nhắm tới các solar prominence — cấu trúc plasma tương đối lạnh, đặc hơn môi trường corona xung quanh và được từ trường giữ phía trên bề mặt Mặt Trời.

Khi nhìn từ cạnh đĩa Mặt Trời, prominence có thể hiện ra như những vòng hoặc đám khí sáng nhô ra khỏi rìa. Một số tồn tại ổn định trong thời gian dài; số khác mất ổn định và liên hệ với những vụ phun trào lớn.

Trong totality, đĩa sáng photosphere bị Mặt Trăng che hoàn toàn, khiến những cấu trúc mờ sát rìa trở nên dễ phân biệt hơn. Camera tốc độ cao có thể theo dõi thay đổi hình học trong thời gian nhật thực và so sánh với dữ liệu từ các đài quan sát không gian.

Nếu đã có vệ tinh, tại sao còn cần nhật thực?

Các đài quan sát không gian như SOHO dùng coronagraph — một đĩa chắn nhân tạo đặt bên trong thiết bị để che ánh sáng trực tiếp của Mặt Trời và làm lộ corona.

Coronagraph có lợi thế rất lớn: nó có thể quan sát trong thời gian dài, không cần chờ nhật thực.

Nhưng NASA lưu ý rằng coronagraph vẫn gặp khó khăn ở vùng corona nằm sát Mặt Trời. Để chặn ánh sáng tán xạ đủ tốt, đĩa chắn và hệ quang học thường che mất một phần khu vực phía trong mà giới khoa học đặc biệt quan tâm.

Mặt Trăng nằm cách kính quan sát hàng trăm nghìn kilomet và đóng vai trò một occulter tự nhiên khổng lồ. Hình học đó cho phép các nhà khoa học nhìn corona phía trong gần rìa Mặt Trời theo cách khác với coronagraph truyền thống.

Vì thế, nhật thực và vệ tinh không thay thế nhau. Chúng bổ sung nhau: tàu vũ trụ cho theo dõi liên tục, còn nhật thực mở một cửa sổ hiếm vào vùng corona khó quan sát nhất.

Bay nhanh hơn để “kéo dài” nhật thực

Đối với người đứng yên trên mặt đất, totality 2026 tối đa chỉ kéo dài 2 phút 18 giây. Phần lớn điểm trên đường toàn phần còn ngắn hơn hai phút.

WB-57 được lên kế hoạch bay dọc đường đi của nhật thực với tốc độ khoảng 460 mph. Nhờ chuyển động cùng chiều bóng Mặt Trăng, thời gian quan sát corona của camera tăng lên gần ba phút.

Về trực giác, có thể hình dung một người chạy dưới một chiếc ô đang di chuyển. Nếu đứng yên, bóng ô sẽ lướt qua rất nhanh; nếu chạy cùng hướng, người đó ở trong bóng lâu hơn.

Máy bay không thể theo kịp bóng hoàn toàn, nhưng mỗi giây bổ sung tạo thêm hàng chục khung hình. Với bốn camera hoạt động ở ít nhất 20 ảnh/giây, vài chục giây có thể đồng nghĩa thêm hàng nghìn phép đo đa bước sóng.

2026 là lần thử tiếp theo sau chiến dịch 2024

SAMI không phải thiết bị chưa từng bay. Các camera cùng dòng đã được dùng trên WB-57 trong nhật thực toàn phần ngày 8/4/2024 ở Bắc Mỹ.

Trong chiến dịch đó, hai WB-57 bay ở khoảng 50.000 feet và kéo dài tổng thời gian quan sát totality lên khoảng 6 phút 20 giây đối với các thiết bị trên hai máy bay.

Dữ liệu 2024 cho thấy nền tảng này có thể chụp chi tiết corona. Một ảnh được NASA công bố sau đó là tổ hợp 30 lần phơi sáng 50 mili giây ở bước sóng phát xạ của ion sắt Fe XIV, làm nổi các vòng plasma ở nhiệt độ khoảng 3,2 triệu độ F.

Nhưng chiến dịch cũng mang lại bài học kỹ thuật. Một số camera gắn trên cánh bị rung ngoài dự tính khiến ảnh hơi nhòe, trong khi các phổ kế trong mũi máy bay không bị ảnh hưởng.

Cho năm 2026, nhóm của Amir Caspi tại Southwest Research Institute điều chỉnh thời gian phơi sáng để tránh làm cháy các vùng quá sáng từng xuất hiện trong dữ liệu 2024, đồng thời sử dụng phần mềm xử lý mới để đưa dữ liệu tới bước phân tích nhanh hơn.

Đây là một điểm thường bị bỏ qua trong khoa học nhật thực: mỗi sự kiện không chỉ tạo dữ liệu mới mà còn là một lần thử nghiệm giúp tối ưu dụng cụ cho lần tiếp theo.

Nhật thực 2026 còn là thí nghiệm về khí quyển Trái Đất

“Phòng thí nghiệm” của NASA không chỉ nằm trên WB-57.

Nationwide Eclipse Ballooning Project đưa các nhóm sinh viên tới Iceland và Tây Ban Nha để thả bóng khoa học trước, trong và sau nhật thực.

Tại Iceland, hai nhóm được lên kế hoạch thả tổng cộng 80 bóng trong khoảng từ 18 giờ trước tới 8 giờ sau eclipse. Mục tiêu là đo cách lớp biên khí quyển — phần khí quyển tiếp xúc trực tiếp với bề mặt — phản ứng khi ánh sáng Mặt Trời đột ngột biến mất.

Các chiến dịch năm 2023 và 2024 từng cho thấy lớp biên có thể giảm độ dày trong eclipse ở nơi trời quang nhưng không có hiệu ứng tương tự dưới mây. Iceland tạo một điều kiện khác vì nhật thực diễn ra trong mùa ngày dài, khi tín hiệu “ban đêm” tự nhiên của khí quyển yếu hơn.

Tại Tây Ban Nha, ba đội được lên kế hoạch thả tổng cộng sáu bóng mang camera 360 độ và thiết bị đo ozone. Ozone trong khí quyển phụ thuộc vào ánh sáng Mặt Trời, và thí nghiệm 2024 đã ghi nhận nồng độ ozone giảm trong totality.

Một công tắc ánh sáng khổng lồ cho khí quyển

Nhật thực cung cấp một thí nghiệm mà con người không thể tự tạo ở quy mô tương đương: tắt bức xạ Mặt Trời trên một dải hẹp của Trái Đất trong vài phút rồi bật lại.

Ngày và đêm cũng thay đổi ánh sáng, nhưng đường phân cách ngày–đêm trải rộng và chuyển động theo chu kỳ đều đặn. Bóng umbra của nhật thực là một perturbation nhỏ hơn, nhanh hơn và có đường đi xác định.

NASA dùng sự thay đổi đột ngột này để nghiên cứu lớp biên, ozone, sóng trọng lực khí quyển và ionosphere. Những quá trình đó có ý nghĩa với khí tượng tầng cao, liên lạc vô tuyến và tín hiệu vệ tinh.

Ở nhật thực 2024, các nhóm balloon đã xác nhận eclipse có thể tạo atmospheric gravity waves — những dao động trong khí quyển khi khối khí bị nhiễu động. Dữ liệu 2026 cho phép kiểm tra xem hiệu ứng đó thay đổi như thế nào theo mùa, thời gian trong ngày và điều kiện địa phương.

Hình ảnh ngày 12/8 mới chỉ là bước đầu, chưa phải kết quả khoa học

NASA đã công bố ảnh và video xác nhận WB-57 thực hiện chuyến bay và SAMI ghi được totality từ bầu trời Iceland. Tuy nhiên, điều đó chưa đồng nghĩa các câu hỏi về coronal heating hay solar wind đã có câu trả lời mới ngay sau eclipse.

Dữ liệu khoa học cần được hiệu chuẩn, căn chỉnh giữa các camera, loại nhiễu, so sánh với quan sát từ mặt đất và tàu vũ trụ, sau đó mới được đưa vào các mô hình vật lý.

Nhật thực 2024 là một ví dụ: NASA công bố một số kết quả sơ bộ vào tháng 12/2024, khoảng tám tháng sau sự kiện. Các bài báo khoa học chi tiết có thể còn mất lâu hơn.

Vì vậy, vào ngày 13/8/2026, điều có thể nói chắc chắn là chiến dịch trên không đã thu được hình ảnh corona. Những phát hiện khoa học cụ thể từ bộ dữ liệu này vẫn còn ở phía trước.

Vì sao nghiên cứu corona quan trọng với Trái Đất?

Mặt Trời cách chúng ta khoảng 150 triệu kilomet, nhưng corona là nơi khởi nguồn của nhiều quá trình cuối cùng có thể tác động tới công nghệ quanh Trái Đất.

Solar wind liên tục mang plasma và từ trường ra toàn Hệ Mặt Trời. Những cấu trúc lớn như coronal mass ejection có thể tạo bão địa từ khi hướng vào Trái Đất.

Các cơn bão mạnh có khả năng làm tăng dòng điện cảm ứng trong lưới điện, gây nhiễu định vị vệ tinh, thay đổi mật độ khí quyển tầng cao khiến quỹ đạo vệ tinh thấp biến đổi nhanh hơn, và tăng mức bức xạ mà phi hành gia phải đối mặt.

Khả năng dự báo space weather vì vậy phụ thuộc vào hiểu biết tốt hơn về cách năng lượng và từ trường được tích trữ, chuyển đổi và giải phóng trong corona.

Chụp vài phút corona trong eclipse không trực tiếp dự báo cơn bão tiếp theo. Nhưng nó cung cấp dữ liệu để kiểm tra những mô hình vật lý đứng dưới các hệ thống dự báo đó.

Tại sao không phóng một kính thiên văn chuyên dụng lên không gian?

NASA và các đối tác thực tế đã có nhiều đài quan sát Mặt Trời trên không gian. Vấn đề không phải thiếu kính thiên văn mà là mỗi phương pháp có một vùng quan sát tối ưu.

Vệ tinh có thể quan sát liên tục và ở những bước sóng bị khí quyển Trái Đất chặn hoàn toàn, như cực tím. Nhưng coronagraph nhân tạo khó quan sát sát rìa Mặt Trời như trong eclipse tự nhiên.

Máy bay lại có thể mang camera lớn, thay đổi thiết bị giữa các chiến dịch và trở về sau vài giờ để lấy dữ liệu. Nó không cần tên lửa, không phải chịu môi trường chân không dài hạn và có thể được cải tiến giữa các nhật thực.

Đổi lại, nó chỉ có vài phút totality và vẫn còn một phần khí quyển phía trên. Vì vậy, cách tiếp cận tốt nhất là kết hợp dữ liệu từ mặt đất, máy bay và tàu vũ trụ.

Một hiện tượng thiên văn trở thành thí nghiệm có thể lặp lại

Đối với công chúng, mỗi nhật thực là một sự kiện độc nhất. Đối với giới nghiên cứu, chuỗi nhật thực còn có thể được xem như một thí nghiệm lặp lại trong các điều kiện khác nhau.

Vành nhật hoa thay đổi theo chu kỳ hoạt động Mặt Trời, vị trí các vùng từ tính và những sự kiện diễn ra trong ngày eclipse. Khí quyển Trái Đất cũng khác theo mùa, địa điểm và thời điểm trong ngày.

NASA nhấn mạnh rằng “Mặt Trời luôn thay đổi”, nên mỗi eclipse mang lại một trạng thái corona khác. Đồng thời, việc sử dụng lại SAMI từ 2024 giúp dữ liệu giữa hai chiến dịch có thể so sánh trực tiếp hơn.

Đây là giá trị của việc duy trì cùng một nền tảng quan sát: thay vì mỗi eclipse là một bộ ảnh độc lập, chúng có thể dần tạo thành chuỗi thời gian khoa học.

Chiếc WB-57 còn đặc biệt vì nó nằm giữa mặt đất và không gian

Trong thời đại vệ tinh, máy bay nghiên cứu đôi khi có vẻ như công nghệ trung gian. Nhưng với nhật thực, chính vị trí “ở giữa” đó lại là lợi thế.

Nó cao đủ để vượt qua mây và phần lớn hơi nước, nhưng thấp đủ để mang thiết bị lớn và thu hồi chúng ngay trong ngày. Nó nhanh đủ để đi cùng bóng Mặt Trăng trong một khoảng thời gian, nhưng vẫn linh hoạt hơn một quỹ đạo vệ tinh đã cố định.

Về mặt khoa học, WB-57 biến một sự kiện kéo dài chưa tới ba phút thành một thí nghiệm có thể điều khiển được phần nào: chọn độ cao, chọn đường bay, chọn bước sóng, chọn tốc độ ghi hình và đồng bộ với các trạm mặt đất cũng như tàu vũ trụ.

Kết luận

Nhật thực toàn phần ngày 12/8/2026 chỉ kéo dài vài phút tại mỗi địa điểm, nhưng NASA đã biến khoảng thời gian đó thành một chiến dịch khoa học đa tầng.

Trên tầng bình lưu, WB-57 bay theo bóng Mặt Trăng từ Iceland, mang bốn camera SAMI ghi corona ở ánh sáng nhìn thấy và hồng ngoại với tốc độ ít nhất 20 ảnh mỗi giây. Chuyến bay giúp kéo dài totality quan sát được lên gần ba phút, tránh mây và mở cửa sổ tới những bước sóng khó quan sát từ mặt đất.

Bên dưới, 86 bóng khoa học được lên kế hoạch tại Iceland và Tây Ban Nha để đo cách lớp biên khí quyển và ozone phản ứng với sự biến mất đột ngột của ánh sáng.

NASA đã công bố những hình ảnh xác nhận WB-57 thu được eclipse từ bầu trời Iceland. Nhưng các câu trả lời quan trọng hơn — corona được nung nóng thế nào, prominence hình thành ra sao và vật chất chuyển từ corona thành solar wind bằng cơ chế nào — sẽ cần thời gian phân tích.

Đó chính là lý do nhật thực vẫn có giá trị với khoa học trong thời đại kính thiên văn không gian. Trong vài phút hiếm hoi, Mặt Trăng đặt một tấm chắn tự nhiên khổng lồ trước Mặt Trời. NASA chỉ việc đưa một phòng thí nghiệm biết bay vào đúng chỗ của bóng tối.

Nguồn tham khảo

• NASA Science — NASA Science Soars During August Total Solar Eclipse, 27/7/2026
• NASA Scientific Visualization Studio — 2026 Total Solar Eclipse Imagery: Science Experiments, 12/8/2026
• NASA Science — Total Solar Eclipse on August 12, 2026
• NASA Science — NASA Eclipse Science
• NASA Airborne Science Program — WB-57 JSC
• NASA Science — Early Results from the 2024 Solar Eclipse Experiments

Ảnh: nhật thực toàn phần ngày 12/8/2026 được hệ SAMI trên máy bay WB-57 của NASA ghi lại từ bầu trời Iceland. Nguồn: NASA/Goddard Space Flight Center.