Cuộc chiến chống thiên thạch: Lặng lẽ theo dõi “đá trời”

16:52 28/08/2017
Trong hàng thập kỷ, các nhà khoa học đã săm soi trong vũ trụ để phát hiện các vật thể có khả năng tàn phá Trái Đất. 

Họ liên tục đưa ra nhiều lời cảnh báo về việc thiếu công cụ cần thiết giúp phát hiện các mối đe dọa từ vũ trụ. Trên thực tế, thế giới đã chứng kiến hàng trăm trận mưa thiên thạch, tuy không gây thiệt hại lớn về người và của, nhưng khiến viễn cảnh "ngày tận thế" trở nên rõ ràng hơn bao giờ hết.

Trong bối cảnh này, Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) đã tiết lộ kế hoạch bảo vệ "hành tinh xanh" bằng cách sản xuất tàu không gian có thể làm chệch hướng những thiên thạch lớn lao vào Trái Đất. Những thí nghiệm đầu tiên đã được tiến hành, và dự kiến sứ mạng chuyển hướng thiên thạch sẽ được khởi động vào tháng 5-2020, mở ra thời kỳ nhân loại có thể chủ động ngăn chặn "ngày tận thế".

Viễn cảnh tận thế

Hàng tỷ năm trước, khi hệ Mặt Trời được hình thành, nó đã để lại nhiều đá trong không gian do không đủ lớn để trở thành hành tinh. Ước tính giữa sao Hỏa và sao Mộc có từ 1 - 2 triệu thiên thạch lớn. 

Nhân loại đã nhận thức về mối đe dọa của thiên thạch từ khá sớm, khi các nhà khoa học phát hiện ra hàng trăm "vết sẹo" - những miệng hố thiên thạch - trên "hành tinh xanh", cho thấy rằng thi thoảng các thiên thạch vẫn góp phần định hình lại Trái Đất. Các phát hiện như "hố va chạm Barringer" ở Arizona cho thấy nơi đây từng bị một thiên thạch lớn va phải.

Ngoài ra, một miệng hố thiên thạch rộng tới hơn 160 km nằm ngay dưới bán đảo Yucatan ở Mexico là bằng chứng về việc 65 triệu năm trước, một thiên thạch khổng lồ đã lao xuống Trái Đất và tạo nên những thay đổi khủng khiếp chấm dứt sự thống trị của loài khủng long.

Nhiều người hiện vẫn còn nghi ngờ về mối đe dọa thiên thạch và họ sẽ vui mừng nếu thấy tiền được chi tiêu vào các vấn đề thiết thực hơn trên Trái Đất. Trên thực tế, nếu một thiên thạch có đường kính 140m rơi vào Trái Đất, nó có thể phá hủy một thành phố. 

Hố va chạm Barringer ở Arizona.

Điều may mắn là, các thiên thạch có thể rơi xuống Trái Đất hằng ngày nhưng phần lớn chúng rất nhỏ và đã bị thiêu cháy trên tầng khí quyển. Sự phát triển của khoa học công nghệ cho phép dự báo được đường đi và khả năng va chạm của thiên thạch với Trái Đất trước vài tháng. 

Vậy nên, giới khoa học tin rằng các biện pháp tìm kiếm thiên thạch sẽ giống như "việc mua bảo hiểm", nhằm tránh việc rủi ro do thiên thạch mang tới có thể gây hại nghiêm trọng tới cuộc sống và tài sản của nhân loại.

Bắt đầu từ những năm 1980 và 1990, các nhà thiên văn đã sử dụng kính viễn vọng hướng lên bầu trời để tìm kiếm các thiên thạch có khả năng... giết người. Họ bắt đầu biết về một số vụ thiên thạch bay sượt Trái Đất và tính toán để thấy rằng nhiều mối đe dọa khác vẫn còn tiềm tàng. 

Năm 1996, Không lực Mỹ đã lặng lẽ theo dõi không gian để giám sát các thiên thạch nguy hiểm. Đó là lần đầu tiên một chính phủ giám sát nguy cơ từ thiên thạch. NASA sau đó đã nhận lấy vai chính trong cuộc tìm kiếm thiên thạch nguy hiểm. 

Từ năm 1998 - 2005, Quốc hội Mỹ đã yêu cầu NASA tìm và có kế hoạch ngăn chặn những thiên thạch có thể va vào Trái Đất. Theo ước tính, có khoảng 20.000 thiên thạch và sao chổi với quỹ đạo đủ gần Trái Đất để có thể hình thành va chạm với sức tàn phá nhiều thành phố hoặc toàn bộ sự sống.

Các nhà thiên văn vẫn nói rằng hiện không có thiên thạch hoặc sao chổi nào có khả năng đe dọa lớn tới "hành tinh xanh". Nhưng NASA ước tính rằng, mới chỉ có khoảng 10% những mối nguy hiểm lớn được phát hiện cho tới nay. Dù ngân sách eo hẹp, NASA vẫn hỗ trợ một lượng nhỏ kính viễn vọng ở Tây Nam Mỹ và ở Hawaii. Các hệ thống kính này đã phát hiện hơn 95% các vật thể bay gần Trái Đất mà nhân loại ghi nhận được. 

Ngoài ra, giới khoa học Mỹ đã vận động rất mạnh để chính phủ Mỹ bỏ tiền xây dựng một kính viễn vọng mạnh có khả năng bay vòng quanh quỹ đạo của Mặt Trời và từ đây nhìn sâu vào Thái dương hệ. Nếu được chấp thuận, nó có thể hoạt động vào năm 2020, cho phép tìm và xác định nhiều thiên thạch hơn.

Theo các nhà khoa học, cảnh báo sớm là yếu tố sống còn của phòng vệ hành tinh, làm gia tăng khả năng làm thay đổi quỹ đạo của thiên thạch. NASA hiện đang tập trung vào các thiên thạch cỡ nhỏ và vừa có thể lao xuống các thành phố. Thậm chí, có cả những thiên thạch không trực tiếp rơi xuống Trái Đất nhưng sau khi nổ trong bầu khí quyển, các mảnh vỡ của nó cũng có thể gây thiệt hại cho "hành tinh xanh". 

Nguy cơ luôn hiện hữu bởi bất kỳ thiên thạch nào rơi xuống từ khí quyển đều tạo ra một lượng lớn năng lượng. Một ví dụ điển hình là thiên thạch mang số hiệu 1997XF11 sẽ "lướt" qua Trái Đất vào năm 2028. 

Nếu vì lý do nào đó mà quỹ đạo này thay đổi và gây ra một vụ va chạm, thì với vận tốc lên tới hơn 48.000km/h, vụ nổ sẽ tạo ra một năng lượng tương đương quả bom 1 triệu megaton. Lượng bụi và mảnh vỡ bị tung vào bầu khí quyển sẽ ngăn ánh nắng Mặt Trời, làm giảm nhiệt độ và gây tác hại với hầu hết sinh vật sống trên hành tinh.

Tàu không gian DART tận dụng kỹ thuật va chạm động lực khiến thiên thạch thay đổi quỹ đạo

Ngăn chặn nguy cơ

Giữa tháng 8, NASA công bố kế hoạch chuyển hướng những thiên thạch có nguy cơ va chạm với Trái Đất. Dự án "Thử nghiệm chuyển hướng thiên thạch kép" (DART) - công trình hợp tác giữa NASA và Phòng thí nghiệm Vật lý ứng dụng John Hopkins ở Maryland - mang nhiệm vụ chống lại các thiên thạch kích thước lớn có thể gây hậu quả nghiêm trọng khi va chạm với Trái Đất. 

Theo NASA, DART sẽ là tàu không gian đầu tiên bảo vệ Trái Đất khỏi mối đe dọa của các thiên thạch khi tận dụng kỹ thuật va chạm động lực khiến thiên thạch thay đổi quỹ đạo. Mục tiêu dự kiến của DART là hệ tiểu hành tinh mang tên Didymos, gồm thiên thạch Didymos A và thiên thạch nhỏ hơn Didymos B (luôn quay quanh Didymos A) khi chúng bay gần Trái Đất trong giai đoạn từ năm 2022 - 2024.

Dự kiến vào tháng 10-2022, Didymos sẽ bay gần Trái Đất. Do vậy, NASA lên kế hoạch phóng tàu vũ trụ có kích thước tương đương một chiếc tủ lạnh hướng tới Didymos B. Khi tàu vũ trụ của DART va chạm với thiên thạch, phương tiện này sẽ di chuyển ở vận tốc 6km/s (gấp 4 lần vận tốc của viên đạn bắn từ súng). 

NASA phân tích rằng, kỹ thuật va chạm động lực hoạt động dựa trên nguyên tắc thay đổi tốc độ của thiên thạch khiến nó thay đổi quỹ đạo và không gây nguy hiểm cho Trái Đất. Các nhà khoa học NASA sẽ nghiên cứu kết quả các thử nghiệm và tác động tới quỹ đạo của Didymos B quanh Didymos A để quyết định liệu kỹ thuật này có thích hợp với sứ mệnh bảo vệ Trái Đất hay không.

NASA tiết lộ kế hoạch bảo vệ "hành tinh xanh", mở ra thời kỳ nhân loại có thể chủ động ngăn chặn "ngày tận thế".

Ngoài ra, để chuẩn bị kỹ lưỡng hơn trước nguy cơ thảm họa, NASA đã thành lập Văn phòng Điều phối phòng vệ hành tinh. Các cơ quan vũ trụ tại nhiều nước khác cũng đã hình thành các chương trình tương tự. 

Theo NASA, làm chệch hướng một tiểu hành tinh sẽ đòi hỏi phải thay đổi tốc độ của nó gần 1 inch/s/năm trong vòng nhiều năm trước khi nó có thể chạm vào Trái Đất. Ngoài tàu không gian DART, NASA đang phát triển một máy tạo trọng lực có thể có lực hấp dẫn kéo theo thiên thạch đủ để thay đổi đường đi của nó.

Một cách khác để ngăn ngừa va chạm là nghiên cứu sâu hơn về các đặc tính của tiểu hành tinh hay thiên thạch và cách chúng di chuyển. Vào năm 2016, NASA đã bắt đầu nhiệm vụ xác định nguồn gốc của tiểu hành tinh Bennu với việc phóng tàu vũ trụ Osiris-Rex. 

Bắt đầu vào tháng 8-2018, tàu vũ trụ sẽ quay quanh tiểu hành tinh, nghiên cứu nó trong hai năm trước khi lấy mẫu bụi và sỏi, sau đó quay trở lại Trái Đất vào năm 2023. Các mẫu lấy từ Bennu sẽ được mang đi phân tích, từ đó giúp giới khoa học và kỹ sư hiểu rõ hơn về sự hình thành của các tiểu hành tinh hay thiên thạch để chuẩn bị cho những phương án đối phó hiệu quả hơn khi chúng có nguy cơ đâm vào Trái Đất.

Các nhiệm vụ khác của NASA theo kế hoạch là khám phá thêm nhiều tiểu hành tinh khác. Tiểu hành tinh là các thiên thể có quỹ đạo giống như các hành tinh.  

Theo dự kiến, tàu Psyche sẽ được phóng vào năm 2022 đến một tiểu hành tinh kim loại, và tàu Lucy sẽ lên quỹ đạo vào năm 2021 để thám hiểm tiểu hành tinh xung quanh sao Mộc. Các nhà nghiên cứu đang tạo ra các mô hình 3D và sử dụng một trong những siêu máy tính mạnh nhất của NASA để tạo ra mô phỏng các kịch bản thiên thạch lao vào Trái Đất. 

NASA sẽ chia sẻ kết quả của nỗ lực lập mô hình với những quan chức ở các cơ quan chính phủ, trường đại học và những nơi khác chịu trách nhiệm chuẩn bị kế hoạch ứng phó khẩn cấp liên quan đến khả năng bị thiên thạch rơi trúng.

Nam Hồng