Đau đầu chống thiên thạch

11:02 19/03/2018
Những tiểu hành tinh khổng lồ (hay thiên thạch) được coi mối họa có thể tiêu diệt sự sống trên địa cầu. 

Giới khoa học tin rằng, thiên thạch va chạm với Trái Đất là nguyên nhân dẫn tới sự tuyệt chủng của khủng long, loài bò sát từng thống trị mặt đất.

Theo đó, các tiểu hành tinh tuyệt diệt loài khủng long, sinh vật to lớn nhất từng sống trên địa cầu, có bề rộng tới 10km. Không ai dám chắc một tiểu hành tinh tương tự không lao vào Trái Đất, quét sạch nền văn minh của nhân loại trong tương lai. Vì vậy, giới khoa học đã đưa ra nhiều biện pháp nhằm đối phó với thiên thạch, theo hai hướng chính: làm chệch hướng hoặc phá hủy thiên thạch.

Hầu hết các ý kiến đều nhận định biện pháp tốt nhất để đối phó với thiên thạch là làm chệch hướng đi của nó. Việc phá hủy thiên thạch thành các mảnh nhỏ không phải lúc nào cũng hiệu quả vì những mảnh vỡ đâm vào Trái Đất với vận tốc cao vẫn có thể có sức công phá lớn.

Đổi hướng thiên thạch

Từ năm 2007, Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) đã công bố kế hoạch thiết kế một tàu vũ trụ mang tên lửa gắn đầu đạn hạt nhân để làm chệch hướng một tiểu hành tinh đe dọa sự sống trên Trái Đất. Tàu vũ trụ dài 8-9m, mang theo 6 tên lửa đánh chặn, mỗi chiếc nặng 1.500kg gắn một đầu đạn hạt nhân B83 1,2 megaton. 

Các đầu đạn hạt nhân sẽ phát nổ ở khoảng cách bằng 1/3 đường kính tiểu hành tinh, tạo ra lực tác động đến hướng đi của vật thể nguy hiểm này. Mục tiêu của tàu vũ trụ là tiểu hành tinh Apophis, dự kiến tháng 4/2029 sẽ tiếp cận Trái Đất.

Chưa hết, NASA đã bắt đầu giai đoạn thiết kế tàu không gian DART nhằm bảo vệ Trái Đất khỏi mối đe dọa của các thiên thạch. Hai thiên thạch sẽ là mục tiêu thử nghiệm đầu tiên của DART là Didymos A và B khi chúng bay gần Trái Đất trong giai đoạn từ năm 2022 đến 2024.

Mô phỏng dùng tàu vũ trụ không người lái đâm vào thiên thạch làm chệch hướng đi của nó.

Dự kiến, DART sẽ lao vào chuyển hướng Didymos B có kích thước nhỏ hơn A, với chiều dài khoảng 160m, với vận tốc gần 6km/giây.

Theo NASA, làm chệch hướng một tiểu hành tinh sẽ đòi hỏi phải thay đổi tốc độ của nó gần 2.5cm/giây/năm trong vòng nhiều năm trước khi nó có thể chạm vào Trái Đất. Ngoài tàu không gian DART, hiện nay NASA đang phát triển một “máy kéo trọng lực” khổng lồ có thể có lực hấp dẫn kéo theo thiên thạch đủ để thay đổi đường đi của nó.

Nếu các nhà khoa học có thể phát hiện sớm thiên thạch nào sắp đâm vào Trái Đất, biện pháp chống đỡ hiệu quả nhất là cử một con tàu thăm dò thông minh tới một điểm hẹn định sẵn rồi bay cùng với thiên thạch đó. 

Khi cả hai di chuyển song song, trọng lực của con tàu, dù khiêm tốn, sẽ tác động một lực kéo lên thiên thạch. Qua vài tháng hoặc vài năm, “máy kéo trọng lực” này sẽ kéo thiên thạch sang một quỹ đạo khác với nguy cơ gây tổn thất thấp hơn.

Trên thực tế, phương pháp này đã được ứng dụng rất nhiều với hàng loạt tàu thăm dò đã tiếp cận và giám sát các thiên thạch khổng lồ trong vũ trụ. Năm 2005, tàu thăm dò Hayabusa của Nhật Bản thậm chí còn kéo bật ra được một số mảnh của tiểu hành tinh Itokawa và gửi mẫu về Trái Đất để phân tích.

Những thiên thạch được coi là mối họa có thể tiêu diệt sự sống trên địa cầu.

Một phương thức nữa để đối phó với thiên thạch là dùng tàu vũ trụ không người lái đâm vào thiên thạch làm chệch hướng đi của nó. Phương pháp này được Cơ quan vũ trụ châu Âu (ESA) nghiên cứu trong sứ mệnh không gian Don Quijote - một dự án hai giai đoạn nhằm xác định đặc điểm địa vật lý của các tiểu hành tinh và thử nghiệm công nghệ làm chệch hướng những vật thể vũ trụ có thể va vào Trái Đất trong tương lai. 

Giai đoạn 1 bao gồm việc phóng tàu vũ trụ Sancho bay quanh quỹ đạo của tiểu hành tinh đã được chọn (có đường kính khoảng 500m) để theo dõi hoạt động của nó.

Tiếp đó, sang giai đoạn 2, một tàu vũ trụ khác tên là Hidalgo sẽ lao thẳng vào tiểu hành tinh với vận tốc tương đối thấp nhất là 10km/giây. Khi đó, từ một khoảng cách an toàn, Sancho sẽ quan sát vụ va chạm và ghi nhận bất cứ sự thay đổi nào về hình dạng, kích thước, trạng thái xoay và hướng di chuyển của tiểu hành tinh sau cuộc va chạm.

ESA hy vọng Don Quijote sẽ là sứ mệnh thực tế đầu tiên có khả năng làm chệch hướng một tiểu hành tinh nguy hiểm đối với Trái Đất.

Trong khi đó, nhiều chuyên gia cho rằng có thể “xử lý” thiên thạch nhờ năng lượng mặt trời. Họ giả định, một loạt các tàu vũ trụ mini chở theo các tấm gương lớn sẽ tiếp cận thiên thạch nguy hiểm. Chúng có nhiệm vụ phản chiếu ánh sáng mặt trời lên một điểm nhất định trên thiên thạch.

Qua thời gian, lượng nhiệt tăng dần sẽ khiến một số chất trên bề mặt thiên thạch bốc hơi, tạo thành luồng khí đẩy nó sang quỹ đạo khác. Tuy nhiên, phương pháp này đòi hỏi tàu vũ trụ phải được trang bị hệ thống thấu kính khổng lồ và kính phóng đại gần Trái Đất. Hơn nữa, tàu vũ trụ phải được phóng chính xác theo hướng Mặt Trời mới có tác dụng.

Hiện nay, ESA đang gây quỹ để mở rộng nghiên cứu sử dụng năng lượng mặt trời để đối phó với thiên thạch. Theo đó, mặc dù chưa thể triển khai ngay trong thực tế và mới chỉ ở những giai đoạn đầu phác thảo nhưng ESA hứa hẹn sẽ sớm thử nghiệm phương án độc đáo này trong khoảng 5 năm nữa.

Có thể sử dụng bom nguyên tử để phá tan thiên thạch.

Biện pháp “tiêu diệt”

Bên cạnh việc làm chệch hướng thiên thạch, cũng xuất hiện ý kiến cho rằng nên tìm cách phá hủy thiên thạch trước khi chúng có cơ hội “tới thăm” Trái Đất. Mới đây, công ty SpaceWorks (Mỹ) đã hoàn tất nghiên cứu sơ bộ về một loại robot mới có tên MADMEN, hoạt động bằng năng lượng hạt nhân và được trang bị máy lăng đá điện tử.

Bộ phận này giữ chức năng làm bật tung các mẩu đá đã được khoan rời từ thiên thạch rồi quăng chúng vào vũ trụ. Lực quăng sẽ tạo một phản lực lên robot cũng như thiên thạch. Phản lực tích tụ dần sau mỗi lần quăng sẽ khiến thiên thạch bé dần, rồi di chuyển và đổi hướng.

Theo dự kiến, MADMEN sẽ nặng khoảng 1 tấn, cao 11m, được phóng lên thiên thạch bằng tên lửa, với công suất hoạt động của máy lăng đá là 1 lần/phút. Do mỗi MADMEN chỉ tạo được một lực đẩy nhỏ lên thiên thạch, các nhà khoa học cho rằng cần phải cử một “đội quân” robot lên đó mới có thể thành công.

Dự án này được NASA hết sức ủng hộ nhưng các nhà khoa học sẽ phải tiến hành thêm nhiều nghiên cứu, do thời gian phá đá kéo dài hàng năm đòi hỏi độ chính xác cao trong kỹ thuật. Ngoài ra, cần xây dựng một trạm năng lượng hạt nhân trên vũ trụ để cung cấp cho robot.

Một biện pháp khác gây nhiều tranh cãi nhất là bắn thẳng bom nguyên tử và phá tan thiên thạch. Gây tranh cãi vì nội chuyện triển khai vũ khí nguyên tử cũng có thể tổn hại đến các mối quan hệ ngoại giao phức tạp trên chính trường thế giới. Tuy nhiên, một số nhà khoa học cho rằng cách này cũng đáng để nghiên cứu vì có thể là biện pháp hữu hiệu nhất trong trường hợp một tiểu hành tinh kích thước quá lớn “bất thần” tiến đến Trái Đất.

Nhằm ngăn ngừa thảm họa không gian, NASA đã ký thoả thuận cùng bắt tay nghiên cứu lĩnh vực quốc phòng hành tinh với Cơ quan Quản Lý An ninh Hạt nhân Quốc gia Mỹ (NNSA). Đây là một bước tiến lớn khi hai cơ quan sẽ hợp tác nghiên cứu cách sử dụng vũ khí nguyên tử làm lệch hướng sao chổi, tiểu hành tinh, thiên thạch có khả năng gây nguy hiểm cho Trái Đất.

Tất nhiên, giới khoa học cũng nhấn mạnh rằng vũ khí hạt nhân chỉ phù hợp với trường hợp khẩn cấp. Theo đó, bản thân các đề xuất không cổ súy cho các cuộc thử nghiệm vũ khí hạt nhân trên không gian và không lợi dụng các cuộc nghiên cứu này để phát triển vũ khí nguyên tử.

Mặc dù Mỹ và châu Âu gần đây đã gia tăng các chương trình nghiên cứu ngăn chặn thiên thạch rơi vào Trái Đất nhưng kinh phí và chính trị đã cản trở nhiều. Cho đến nay, có rất ít khả năng loài người có thể ngăn chặn thảm họa vì trước hết, khả năng phát hiện mối đe dọa vẫn đang là một bài toán khó. 

Hội đồng nghiên cứu quốc gia Mỹ (NRC) đã kêu gọi thành lập một nhóm quốc tế, có nhiệm vụ đặc biệt để bảo vệ Trái Đất trước sự đe dọa của những thiên thể vũ trụ có thể gây ra thảm họa lớn. 

NRC nhấn mạnh tình trạng hiện nay là thiếu một sự chuẩn bị để đối phó với những khối đá khổng lồ đang bay về phía Trái Đất. Việc quan sát bầu trời với các kỹ thuật hiện có thì cho tới năm 2020 vẫn chưa thể phát hiện ra 90% các vật thể đang bay về phía Trái Đất có kích thước 140m và lớn hơn. 

Kính thiên văn vô tuyến săn lùng các thiên thể có khả năng phát hiện và đạt được mục tiêu khảo sát thì mãi đến năm 2022 mới có thể được hoàn thiện. Thậm chí khi các nhà khoa học đã phát hiện được mối nguy hiểm của các hành tinh nhỏ đi chăng nữa, thì cũng chưa có biện pháp đối phó ngay lập tức...

Anh Lâm