Đây là thử nghiệm đầu tiên trên thế giới, sử dụng một tàu vũ trụ để làm chệch hướng một tiểu hành tinh để bảo vệ hành tinh của chúng ta.

Thí nghiệm va chạm

Tên lửa mang tên “Sứ mệnh DART” (DART Mission) của NASA đã rời Trái đất vào chiều 24/11/2021 có một nhiệm vụ đơn giản: Va chạm vào một tiểu hành tinh với tốc độ khoảng 24.000 km/h để làm chệch hướng bay của nó. Ngày 8/9, sứ mệnh DART của NASA đã tiếp cận được ngôi sao Didymos. Ngôi sao này có hai tiểu hành tinh là mặt trăng của nó, trong đó DART sẽ bắn vào tiểu hành tinh Dimorphos để làm chệch hướng bay của nó.

Mục tiêu của tàu vũ trụ, ngoài tác động, là ảnh hưởng đến chuyển động của một tiểu hành tinh trong không gian, nhưng các thành viên nhóm DART cho biết sẽ mất khoảng hai tháng để các nhà khoa học xác định xem quỹ đạo của tiểu hành tinh có thay đổi hay không.

Điều cần lưu ý là tiểu hành tinh được nhắm mục tiêu không phải là mối đe dọa đối với Trái đất và nó không làm gì sai để xứng đáng nhận được cú tấn công trực diện. Nhưng thí nghiệm va chạm trong không gian này là rất quan trọng đối với “Cuộc thử nghiệm chuyển hướng tiểu hành tinh kép” (Double Asteroid Redirection Test-DART), cũng là thử nghiệm đầu tiên của NASA để bảo vệ Trái đất.

Thí nghiệm va chạm là để tìm hiểu cách một “tác động động học” sẽ làm chệch hướng tiểu hành tinh thế nào. Có rất nhiều tiểu hành tinh (asteroid) trong không gian ngoài kia có thể làm gián đoạn cuộc hành trình bình yên của Trái đất xung quanh Mặt trời.

Chiến lược chung trong việc bảo vệ Trái đất là thay đổi quỹ đạo của các asteroid để ngay cả khi chúng đến gần Trái đất cũng vô hại. Các thành viên DART tự tin thí nghiệm sẽ thành công, nhưng nhấn mạnh đây không phải là cuộc tấn công tiêu diệt.

Tàu vũ trụ có thể trượt qua tiểu hành tinh, và các nhà khoa học sẽ không hài lòng nếu họ chỉ suýt bắn trúng mục tiêu. Đây không phải là móng ngựa hoặc lựu đạn cầm tay nên cự ly không đủ gần khi họ cố gắng thay đổi hướng đi của một vật thể. Elena Adams, kỹ sư tại Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng của Đại học Johns Hopkins ở Laurel thuộc tiểu bang Maryland đang hợp tác theo hợp đồng với NASA, nhận định: “Mệnh lệnh cho tàu vũ trụ khá rõ ràng. Nó phải bắn trúng tiểu hành tinh đó”.

Tiểu hành tinh nhắm đến có tên Dimorphos đường kính khoảng 150 mét. Không ai biết chính xác nó trông thế nào mà chỉ biết đó là một đốm sáng mờ trong kính thiên văn. Chúng ta chỉ có thể nhìn rõ nó chưa đầy một giờ trước khi va chạm. Dimorphos quay quanh một tiểu hành tinh khác, lớn hơn có tên Didymos (tiếng Hy Lạp là sinh đôi) và cả hai quay quanh Mặt trời. Các tiểu hành tinh “nhị phân” như vậy là khá phổ biến. Tàu vũ trụ đã được phóng vào Tháng 11 năm ngoái từ California.

Về cơ bản, tiểu hành tinh lớn đóng vai trò ngôi sao dẫn đường cho sứ mệnh “tự sát”. Nhưng chỉ có tiểu hành tinh nhỏ hơn được nhắm mục tiêu. Khi tàu vũ trụ đến gần Didymos lớn, nó sẽ thấy những Dimorphos nhỏ đu đưa từ phía sau người bạn đồng hành của chúng. Đó sẽ là một vụ va chạm trực diện.

Hiệu quả chưa như mong đợi

Cuộc thí nghiệm mới cũng khó khăn và không chắc chắn tương tự. Tàu vũ trụ phải tự đưa ra quyết định điều hướng quan trọng trong thời khắc cuối cùng trước khi áp sát mục tiêu. Đâm một con tàu vũ trụ có tốc độ cao vào một tiểu hành tinh tương đối nhỏ là điều chưa từng làm trước đây.

Về mặt lý thuyết, nếu tàu vũ trụ bắn trượt mục tiêu nó sẽ có cơ hội gặp lại Dimorphos trong hai năm nữa. Nhưng các kỹ sư không chỉ nghĩ đến việc hạ gục “con quái vật” mà còn làm điều khác với nó. Trước đây, các sứ mệnh khoa học vũ trụ của NASA và cơ quan vũ trụ Nhật Bản đã lấy mẫu của các tiểu hành tinh, nhưng đó là những cuộc hẹn được tính toán cẩn thận bằng phương pháp tiếp cận dần.

DART hình dung ra một vụ va chạm tốc độ cao. Các nhà khoa học và kỹ thuật tiến hành sứ mệnh thú nhận họ không thể biết tàu vũ trụ có đâm vào được tiểu hành tinh hay không cho đến khoảng 20 giây trước khi va chạm.

“Các tiểu hành tinh rất tối - Elena Adams nói - Chúng tôi phải đánh thức một thứ có kích thước bằng hai sân vận động và chỉ nhìn thấy khoảng một giờ trước khi tấn công. Ngay cả khi đó nó cũng chỉ nhỏ như một pixel trong máy ảnh!”.

Các kỹ sư phụ trách sứ mệnh đã thực hiện những điều chỉnh cuối cùng quỹ đạo của tàu vũ trụ, nhưng vài giờ trước vụ va chạm dự kiến, việc điều chỉnh sẽ tự động.

Một máy ảnh trên tàu vũ trụ sẽ chụp ảnh mục tiêu để giúp tàu tiến đến sát nó. Những hình ảnh cuối cùng được tàu vũ trụ truyền về Trái đất sẽ cho thấy một chấm trắng nhỏ sáng dần, lớn dần và trông giống tiểu hành tinh hơn.

Sau đó, Dimorphos sẽ rõ dần lên và lấp cả ống kính camera. Đó là hình ảnh cuối cùng nhóm thí nghiệm chứng kiến con tàu vũ trụ…tự sát. Các kính viễn vọng trên Trái đất và Webb, Hubble ngoài không gian cũng quan sát cuộc va chạm.

Tiểu hành tinh nguy hiểm thế nào?

Các tiểu hành tinh có khả năng gây tác động lên Trái đất nhất có đường kính lớn hơn 1 km. Chúng cũng dễ phát hiện nhất. Nhà khoa học hành tinh Nancy Chabot, trưởng nhóm điều phối của DART, cho biết hơn 95% số “tảng đá sát thủ” ước tính đã được xác định, và ít hơn một nửa số tiểu hành tinh từ 140 m đến 1 km đã được xác định. Việc phát hiện những tảng đá có kích thước đó là nỗ lực không ngừng và Dimorphos là một.

Dimorphos có thể quét sạch một thành phố lớn bằng đòn tấn công trực tiếp.

Chabot nói: “Phát hiện sớm nguy cơ va chạm là chìa khóa để bảo vệ Trái đất. Bạn không chờ nước đến chân mới nhảy mà phải làm trước nhiều năm”. Theo Lindley Johnson, quan chức bảo vệ hành tinh của NASA và các đối tác, hiện đã có một danh mục 30.000 tiểu hành tinh đáng quan tâm tại thời điểm này. Các nhà khoa học có thể tính toán quỹ đạo của chúng trong vài thập niên tới, nhưng quỹ đạo càng tốn thời gian, tính toán càng khó.

“Hiện nay, không có tiểu hành tinh nguy hiểm nào trên đường lao vào Trái đất trong tính toán của chúng ta - Johnson nói - Nhưng chúng tôi sẽ kiểm tra kỹ khả năng thay đổi quỹ đạo tiểu hành tinh của tàu vũ trụ vào đêm thứ Hai. Chúng ta phải có công nghệ làm được điều này”.