Chuyện viễn tưởng thành hiện thực: NASA dùng phi thuyền đâm va làm thay đổi quỹ đạo tiểu hành tinh

Trong lịch sử Trái Đất đã có nhiều sự kiện bị tiểu hành tinh đâm va vào, các nghiên cứu khoa học cho thấy một số sự kiện sinh vật tuyệt chủng hàng loạt có thể do hành tinh Xanh bị các tiểu hành tinh đâm vào. Nổi tiếng nhất là sự tuyệt chủng của loài khủng long.

Lời giải thích có thẩm quyền hiện nay là do bị một tiểu hành tinh ngoài không gian đâm vào Trái Đất, gây ra bụi phủ kín bầu trời, mưa axit phủ kín mặt đất, khiến khủng long và nhiều loài động thực vật bị tuyệt chủng do bị mất nguồn thức ăn. Vì vậy, sự kiện va chạm với tiểu hành tinh cũng được xếp đầu tiên trong danh sách "4 thảm họa lớn bất ngờ trên thế giới".

Chúng ta sẽ làm gì nếu một tiểu hành tinh va chạm với Trái Đất? Hiện nay, có hai cách tiếp cận chính là "nhẹ nhàng" và "bạo lực": Phương pháp "nhẹ nhàng" chủ yếu bao gồm lực kéo trọng trường, đâm va trực tiếp, chiếu tia laze, ... Nguyên lý cơ bản là thay đổi quỹ đạo gần Trái Đất của tiểu hành tinh thông qua lực kéo trực tiếp hoặc tác động năng lượng, để chúng không va chạm với Trái Đất. Còn phương pháp đơn giản và thô bạo nhất là đâm vào hoặc làm nổ tung tiểu hành tinh bằng một vật thể.

Theo các cơ quan truyền thông quốc tế, vào tối ngày 26/9, theo giờ miền Đông nước Mỹ, một phi thuyền vũ trụ của sứ mệnh “Thử nghiệm chuyển hướng tiểu hành tinh kép” (Double Asteroid Redirection Test, DART) của NASA đã đâm va thành công một tiểu hành tinh có tên là “Dimorphos”.

NASA đã phóng tàu vũ trụ DART lên không gian vào tháng 11/2021, nhắm mục tiêu vào một hệ thống tiểu hành tinh kép có tên là “Didymos”. Hệ thống này bao gồm tiểu hành tinh “Didymos” lớn hơn, có đường kính 780 mét và nhỏ hơn là một vệ tinh của nó có tên “Dimorphos” đường kính 160 mét và DART sẽ lao vào tiểu hành tinh kích thước bằng sân bóng đá này với vận tốc 14.000 dặm Anh một giờ.

“Dimorphos” nhỏ hơn nhiều so với tiểu hành tinh đã giết chết loài khủng long, được cho là có đường kính khoảng 10 đến 15 km. Nhưng nhiệm vụ lần này của NASA là sứ mệnh đầu tiên thể hiện kế hoạch bảo vệ hành tinh của họ, nhằm mục đích bảo vệ Trái Đất khỏi một vụ va chạm nguy hiểm có thể với một tiểu hành tinh. Chỉ cần các phép đo cho thấy có sự thay đổi nhỏ trong quỹ đạo của tiểu hành tinh là nhiệm vụ của NASA đã thành công.

Terik Daly, một nhà khoa học tại Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng của Đại học Johns Hopkins, giải thích với báo chí: "Trước hết, Didymos là một hệ thống tiểu hành tinh kép và DART sẽ va vào tiểu hành tinh Dimorphos nhỏ hơn và thay đổi quỹ đạo của tiểu hành tinh nhỏ quay xung quanh tiểu hành tinh lớn. Điều này khiến DART trở thành một thử nghiệm an toàn công nghệ vì chúng tôi đã không thay đổi quỹ đạo của tiểu hành tinh lớn hơn ở xung quanh Mặt Trời.

Thứ hai, hệ thống Didymos ở đủ gần Trái Đất vào mùa Thu năm nay (ở Bắc bán cầu) nhưng sẽ không va vào Trái Đất để các kính viễn vọng trên mặt đất có thể đo tác động của DART lên quỹ đạo của Dimorphos. Trong mấy chục năm tới không có tiểu hành tinh kép nào đã được biết đến, cung cấp cơ hội tương tự."

Các nhà thiên văn học vẫn cần vài ngày hoặc vài tuần nữa mới biết được liệu tác động của DART có tác dụng hay không, nhưng một camera trên tàu vũ trụ đã ghi lại cận cảnh khoảnh khắc của tiểu hành tinh trước khi bị đâm va. Một thiết bị không gian khác được DART thả ra trước vụ va chạm cũng đã ghi lại những hình ảnh về vụ va chạm, mà NASA cho biết sẽ được họ chia sẻ trong những ngày tới.

Nếu trong tương lai một tiểu hành tinh nguy hiểm được phát hiện hướng về Trái Đất, NASA hoặc một số cơ quan không gian khác có thể dùng tàu vũ trụ đâm vào nó như DART đã làm. Một vụ va chạm như vậy có thể tạo ra đủ động lượng để làm thay đổi một chút quỹ đạo của tiểu hành tinh, sau đó theo thời gian, nó sẽ bay sạt qua Trái Đất một cách an toàn.

Nancy Chabot, Trưởng nhóm điều phối hỗ trợ ứng phó thảm họa tại Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng của Đại học Johns Hopkins, nói với CNN: "Một tiểu hành tinh đâm vào sẽ gây ra thiệt hại nghiêm trọng có tính hủy diệt đối với một khu vực đông dân cư, một thành phố, một bang hoặc một quốc gia. Có thể không nói về sự hủy diệt toàn cầu, nhưng ta vẫn muốn ngăn chặn nó nếu có thể."

Được biết NASA đã lập kế hoạch đâm vào tiểu hành tinh này khi nó cách Trái Đất khoảng 7 triệu dặm (11,2 triệu km) bằng tàu vũ trụ DART nặng hơn 1.260 pound (570 kg) trong một thử nghiệm thay đổi quỹ đạo hành tinh chưa từng có, một kịch bản trước đây chỉ thấy trong phim khoa học viễn tưởng, nhưng nay đã trở thành hiện thực.

Nếu được xác nhận thành công, DART sẽ là tàu vũ trụ đầu tiên làm chệch hướng một tiểu hành tinh thông qua tác động động học, từ đó điều chỉnh tốc độ và đường đi của tiểu hành tinh.

Tom Statler, nhà khoa học thuộc dự án NASA, nói với Associated Press vào thứ Năm tuần trước (22/9): "Đây là một tình tiết từ tiểu thuyết khoa học viễn tưởng và mà tôi đã đọc khi còn nhỏ và phim ‘Star Trek’, bây giờ đã xảy ra thật". NASA bắt đầu đưa tin trực tiếp về sự kiện vào lúc 18 giờ tối theo giờ ET ngày 26/9 và ước tính DART di chuyển với vận tốc hơn 14.000 dặm/h (22.500 km/h) và đâm va vào tiểu hành tinh “Dimorphos” vào khoảng 19 giờ 14 phút.

Các quan chức NASA sử dụng kính thiên văn trên mặt đất để quan sát và đánh giá tác động của vụ va chạm. Sau vụ va chạm, các quan chức NASA tổ chức một cuộc họp báo với giới truyền thông vào khoảng 20 giờ tối để trao đổi về sứ mệnh của DART.

NASA đã nhiều lần nhấn mạnh rằng tiểu hành tinh Dimorphos không gây ra mối đe dọa cho Trái Đất, nhưng sự thành công của vụ đâm va này là rất quan trọng để NASA phát triển một cách tiếp cận hiệu quả đối với các mối đe dọa của các tiểu hành tinh trong tương lai.

Theo Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng của Đại học Johns Hopkins (APL), không có tiểu hành tinh nào được biết là lớn hơn 140 mét có khả năng cao va vào Trái Đất trong 100 năm tới, nhưng tính đến tháng 10/2021, các nhà khoa học chỉ phát hiện được khoảng 40% số tiểu hành tinh này.

Dimorphos là một phần của hệ thống tiểu hành tinh kép có tên Didymos, nằm cách Trái đất khoảng 7 triệu dặm (11,2 triệu km).

Về mặt kỹ thuật, Dimorphos là mặt trăng của Didymos, một tiểu hành tinh lớn hơn có đường kính 2.500 feet (780 mét). Mặt khác, Dimorphos có đường kính 525 feet (160 mét), nặng hơn 5 tỷ kg và quay quanh tiểu hành tinh mẹ Didymos 11 giờ 55 phút/vòng. Hai tiểu hành tinh cách nhau khoảng 0,73 dặm (1,17 km).

Nếu DART đâm va thành công, nó có thể rút ngắn chu kỳ quỹ đạo của Dimorphos được vài phút. Sau sứ mệnh này, NASA sẽ áp dụng kinh nghiệm vào các cuộc thử nghiệm trong tương lai để ngăn các tiểu hành tinh va chạm với Trái Đất.

Nhà khoa học hành tinh của APL và trưởng nhóm thực thi nhiệm vụ Nancy Chabot nói: “Nó thực sự chỉ là làm chệch hướng tiểu hành tinh chứ không phải phá hủy nó. Đây không phải là làm nổ tung tiểu hành tinh. Nó sẽ không làm hành tinh vỡ thành nhiều mảnh”. Nhưng vụ đâm va sẽ tạo thành một miệng hố có kích thước vài mét và ném khoảng 2 triệu pound (1 triệu kg) đất đá vào không gian.

Sứ mệnh DART được bắt đầu sau khi một thiên thạch phát nổ ở Chelyabinsk, Nga vào năm 2013, gây ra sóng xung kích cảm nhận được ở khắp sáu thành phố của Nga.

Tàu vũ trụ DART được phóng trên tên lửa SpaceX Falcon 9 từ Căn cứ Không gian Vandenberg ở California vào ngày 23/11/2021. Chabot nói: Với một tàu vũ trụ nặng 570 kg đâm vào một tiểu hành tinh nặng 5 tỷ kg, "đôi khi chúng tôi mô tả nó giống như lái một chiếc xe đánh gôn đâm vào Đại Kim tự tháp".

Nếu DART không đâm vào tiểu hành tinh Dimorphos mà chỉ đi qua giữa hai tiểu hành tinh thì NASA sẽ phóng một tàu vũ trụ khác để thực hiện một vụ đâm va khác trong vài năm tới, nhưng thật tuyệt vời là nhiệm vụ đã thành công.

Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) cũng sẽ phóng một tàu vũ trụ mang tên Hera tới hệ thống tiểu hành tinh Didymos vào năm 2024 để đánh giá tác động vụ đâm của DART một cách chi tiết hơn.