Tàu thăm dò Galileo của NASA. Ảnh: NASA
Vào ngày 8/12/1990, tàu vũ trụ Galileo của NASA trải qua hiện tượng "dị thường bay ngang thiên thể" khi bay qua Trái Đất trên đường tới sao Mộc và mặt trăng của nó. Sự dị thường này được ghi nhận ở vài tàu vũ trụ khác kể từ sau đó và là một bí ẩn chưa thể lý giải cho tới ngày nay, theo IFL Science.
Trong các nhiệm vụ thăm dò những thiên thể trong hệ Mặt Trời, NASA thường áp dụng "hỗ trợ hấp dẫn". Đây là kỹ thuật các tàu vũ trụ sử dụng chuyển động tương đối và lợi dụng trọng lực của các hành tinh hoặc thiên thể khác để đổi phương hướng và tăng vận tốc, đồng thời giảm chi phí và tiết kiệm nhiên liệu đẩy. Về cơ bản, con tàu sẽ "mượn" một ít động lượng từ hành tinh hoặc ngôi sao. Vài tàu vũ trụ tự động sử dụng kỹ thuật hỗ trợ hấp dẫn để tới mục tiêu.
Tàu Voyager 2 phóng vào tháng 8/1977 và bay qua sao Mộc để thăm dò và tăng tốc trên đường bay tới sao Thổ, theo NASA. Tàu Voyager 1 phóng vào tháng 9 cùng năm cũng làm tương tự và tới sao Mộc trước Voyager 2. Voyager 2 sau đó dùng trợ lực từ sao Thổ và sao Thiên Vương để bay tới sao Hải Vương và xa hơn. Tàu Galileo dựa vào trợ lực từ sao Kim và Trái Đất khi quay vòng quanh Mặt Trời trên đường tới mục tiêu là sao Mộc. Tàu Cassini mượn trợ lực hai lần từ sao Kim, một lần từ Trái Đất và một lần từ sao Mộc để tích lũy đủ động lượng tới sao Thổ.
NASA sử dụng hỗ trợ hấp dẫn quanh Trái Đất khá nhiều lần. Phân tích 6 lần bay ngang qua của các tàu Galileo, NEAR, Cassini, Rosetta, và MESSENGER, những nhà nghiên cứu phát hiện vài lần tăng tốc của tàu vũ trụ vượt ngoài mức dự kiến từ hoạt động này. Theo họ, có một sự thay đổi năng lượng bất thường trong các lần bay ngang qua Trái Đất đó, dù họ không thể tìm ra nguyên nhân rõ ràng hoặc lỗi hệ thống phía sau. Nhóm nghiên cứu cho rằng tác động có liên quan tới vòng quay của Trái Đất. Tuy nhiên, họ không loại trừ những lý do khác, từ hiệu ứng tương đối tới quầng vật chất tối quanh Trái Đất.
Vấn đề càng phức tạp hơn khi một số tàu vũ trụ, bao gồm tàu Juno, không gặp hiện tượng dị thường trong khi dùng hỗ trợ hấp dẫn, chứng tỏ có ngoại lệ và cần thêm dữ liệu từ những lần bay qua trong tương lai để kết luận.
Năm 2013, Stephen Adler, nhà vật lý hạt và giáo sư danh dự tại Viện Nghiên cứu Nâng cao Princeton đề xuất mô hình Trái Đất được gói trong hai vỏ vật chất tối. Theo giả thuyết của ông, việc tàu tăng và giảm gia tốc là do tính co giãn và không co giãn của hai lớp vỏ. Ông dự đoán tàu Juno của NASA sẽ bay qua Trái Đất vào tháng 10/2013 với vận tốc lệch 11,6 milimet/s so với tốc độ dự kiến. Tuy nhiên, hành trình tới sao Mộc của Juno diễn ra không sai lệch so với tính toán ban đầu. Adler cho rằng ví dụ này giúp loại bỏ giả thuyết về vật chất tối ảnh hưởng tới vận tốc tàu. Thay vào đó, ông nghi ngờ rằng chênh lệch tốc độ của một số tàu trước đó là kết quả từ sai sót ở thiết bị đo đạc.
An Khang (Theo IFL Science)