Để tránh Trái Đất khỏi những thảm họa diệt vong trong tương lai, Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Hoa Kỳ (NASA) đã thử nghiệm sứ mệnh "đánh chặn" một tiểu hành tinh cách chúng ta 11 triệu km.

Sứ mệnh đã hoàn thành tốt đẹp. Vụ va chạm xảy ra vào lúc 19h14 (giờ EDT) ngày 26/9/2022 tức 6h14 sáng ngày 27/9 theo giờ Việt Nam. Tàu vũ trụ DART đã hoàn thành nhiệm vụ của nó, khi đâm vào mặt trăng Dimorphos với tốc độ 6,6 km/s (khoảng 23.760 km/h). 

Song, những điều gì diễn ra phía sau sứ mệnh cảm tử này?

Trái Đất luôn bị đe dọa từ hàng triệu tiểu hành tinh và sao Chổi trong hệ Mặt Trời, phần lớn những thiên thể này sẽ đâm vào hành tinh chúng ta. Tùy vào kích thước, hầu hết chúng bị phá hủy khi đi qua bầu khí quyển Trái Đất, do đó không gây ra mối nguy hại đáng kể nào.

Các nhà thiên văn học chỉ ra rằng, trong tương lai chắc chắn sẽ có những tiểu hành tinh "sống sót" khi đi qua bầu khí quyển và đâm vào Trái Đất, hậu quả của nó là vô cùng khủng khiếp. Một thành phố có thể bị phá hủy, những cơn sóng thần cao hàng chục mét sẽ hình thành ở đại dương... 

Đặc biệt, nếu các tiểu hành tinh có kích thước đủ lớn, khoảng 10km, sẽ gây nên thảm họa diệt vong giống như những gì đã xảy ra trong quá khứ. 

Thống kê từ Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ (NASA) cho thấy, tính đến ngày 18/9/2021, NASA đã xác định khoảng 29.724 tiểu hành tinh gần Trái Đất với khoảng 10.289 vật thể có đường kính từ 140 mét và 855 tiểu hành tinh có đường kính ít nhất 1 km. 

Điều này đồng nghĩa với việc, hành tinh của chúng ta luôn tiềm ẩn những đe dọa nguy hiểm từ các vật thể này.

Trong quá khứ, cách đây 65 triệu năm, Trái Đất đã từng bị hủy diệt do một thiên thể có đường kính 10km đâm vào một khu vực thuộc bán đảo Yucatan ngày nay, gây ra sự tuyệt chủng hàng loạt, trong đó có loài khủng long.

Vào năm 2013, một tiểu hành tinh có chiều ngang 20 mét nổ tung trong bầu khí quyển Trái đất cách Chelyabinsk, Nga khoảng 32km. Sức mạnh của nó tương đương với khoảng 30 quả bom hạt nhân ném xuống Hiroshima (Nhật Bản), làm hơn 1.100 người bị thương, gây thiệt hại 33 triệu USD. 

Nhận thấy được sự nguy hiểm của các tiểu hành tinh hay sao Chổi ngoài vũ trụ, NASA đã thực hiện một sứ mệnh "đánh chặn" có tên "Thử nghiệm chuyển hướng hành tinh Đôi" (DART), với mục tiêu sẽ làm chuyển hướng quỹ đạo của chúng bằng cách sử dụng một tàu vũ trụ đâm vào mặt trăng quay xung quanh tiểu hành tinh mẹ với tốc độ cao.

Tàu vũ trụ DART chỉ nặng khoảng 544 kg, kích thước tương đương một cái tủ lạnh được phóng bởi tên lửa SpaceX Falcon 9 vào tháng 11/2021.

Con tàu được trang bị một số công nghệ hiện đại phục vụ cho sứ mệnh bao gồm máy ảnh do thám (DRACO), hệ thống dẫn đường, hệ thống pin năng lượng mặt trời (ROSA) và 2 động cơ đẩy.

Những trang bị này nhằm cho phép tàu DART có thể phân biệt ra tiểu hành tinh mục tiêu và đâm vào nó.

Các nhà khoa học và nhân viên làm việc tại NASA đã gặp rất nhiều khó khăn, trong quá trình lắp đặt con tàu từ khâu kỹ thuật đến vấn đề an toàn sức khỏe.

Theo kế hoạch, thời gian hoàn thành con tàu vào ngày 21/7/2021, song cơ quan này đã không thể đạt được mục tiêu do những sự cố kỹ thuật của hai thành phần quan trọng nhất trên con tàu đó là máy ảnh do thám Didymos (DRACO) và hệ thống pin mặt trời (ROSA) - nguồn cung cấp năng lượng cho các thiết bị công nghệ và động cơ điện NEXT-C.

Sự cố này buộc NASA phải trì hoãn việc thời gian thực hiện phóng DART vào không gian cho tới tháng 11/2021, gây nhiều thiệt hại về kinh tế.

Các kỹ sư của cơ quan vũ trụ Mỹ cho biết, máy ảnh DRACO cần được thiết lập lại quá trình khởi động tự động và ROSA bị chậm trễ giao hàng do chuỗi cung ứng bị ảnh hưởng bởi đại dịch Covid-19.

Thomas Zurbuchen, Phó quản trị viên Sứ mệnh Khoa học của NASA chia sẻ: "Để đảm bảo DART đã sẵn sàng cho nhiệm vụ thành công, NASA đã lùi lại kế hoạch phóng, tăng thời gian cho nhóm phụ trách lên kế hoạch để khắc phục và kiểm tra mọi thiết bị công nghệ trên tàu một cách cẩn thận".

Đồng thời, NASA cũng phải đảm bảo một môi trường làm việc an toàn cho các nhân viên, khi tại thời điểm đó đại dịch Covid-19 diễn biến phức tạp.

"Dù không phải là yếu tố lớn, nhưng đại dịch đang gây ảnh hưởng đến sự an toàn của các nhân viên và NASA vẫn ưu tiên sự sức khỏe con người bên cạnh sự thành công của sứ mệnh", ông cho biết thêm.

Điểm đặc biệt chính là tàu vũ trụ DART được lắp đặt hai động cơ bao gồm một động cơ ion Xenon (NEXT-C) kết hợp với động cơ đẩy hydrazine làm hệ thống đẩy chính.

Nó được các kỹ sư đưa vào thử nghiệm trong môi trường chân không nhiệt trong suốt mùa Xuân năm ngoái, nhằm đảm bảo tàu DART có thể hoạt động hoàn hảo trong quá trình thực hiện nhiệm vụ, chỉ một sự cố nhỏ có thể phá hủy hoàn toàn dự án này.

Khi quá trình thử nghiệm hoàn tất, tàu DART được trang bị các tấm năng lượng mặt trời ROSA, máy ảnh DRACO trước khi chuyển nó đến Căn cứ Vũ trụ Vandenberg ở California, Mỹ.

Ngày 24/11/2021, tên lửa Falcon 9 của SpaceX đã phóng thành công tàu vũ trụ DART vào không gian, mở màn cho sứ mệnh đánh chặn chuyển hướng tiểu hành tinh.

Đáng chú ý, tên lửa Falcon 9 sau khi hoàn thành việc vận chuyển con tàu, đã hạ cánh trở lại địa điểm phóng tại Vùng hạ cánh 4 (LZ-4), ngay sát nơi nó khởi hành.

Các nhà khoa học NASA đã lựa chọn tiểu hành tinh đôi Didymos và mặt trăng của nó (Dimorphos). Nhiệm vụ của DART sẽ đâm vào Dimorphos để thay đổi quỹ đạo.

Việc lựa chọn đúng mục tiêu là điều cần thiết để các nhà nghiên cứu thực hiện khoa học một cách chính xác.

NASA giải thích, hệ thống tiểu hành tinh đôi Didymos tương đối dễ quan sát từ Trái Đất, các kính thiên văn trên hành tinh của chúng ta có thể thấy rõ sự thay đổi khi mặt trăng Dimorphos quay quanh tiểu hành tinh mẹ.

Điều này giúp các nhà khoa học có thể tính toán và xác định khoảng thời gian cần thiết để có thể lập trình tàu vũ trụ DART thực hiện vụ va chạm.

Bên cạnh đó, vị trí thử nghiệm kế hoạch cũng rất lý tưởng khi hai tiểu hành tinh này không gây ra mối đe dọa nào cho Trái Đất - cách hành tinh của chúng ta 11 triệu km và khoảng cách này giúp con tàu di chuyển tới đó rất nhanh, chỉ mất 10 tháng.

Đồng thời, nó còn tạo điều kiện cho hệ thống kính thiên văn trên Trái Đất dễ dàng theo dõi trong một nhiệm vụ "Chiến dịch quan sát, xác định ảnh hưởng của tàu vũ trụ đối với tiểu hành tinh".

 Nhiệm vụ Thử nghiệm Chuyển hướng Tiểu hành tinh Đôi đã thành công, tàu vũ DART đâm vào mặt trăng Dimorphos với tốc độ 6,6 km/s (khoảng 23.760km/h) vào lúc 19h14 (giờ EDT) ngày 26/9/2022, 6h14 sáng ngày 27/9 theo giờ Việt Nam. 

Sứ mệnh đã cho thấy tính hiệu quả của kế hoạch đánh chặn trong trường hợp một vật thể đâm vào Trái Đất.

Và để có thể ghi lại khoảnh khắc vụ va chạm phục vụ cho các nhà khoa học nghiên cứu, NASA đã sử dụng một hệ thống kính thiên văn trên mặt đất để theo dõi sự kiện này.

Đồng thời, người bạn đồng hành của DART trong chuyến đi vào không gian trên tên lửa của SpaceX là Light Italian CubeSat có nhiệm vụ chứng kiến và ghi lại vụ va chạm từ xa.

Light Italian CubeSat là một vệ tinh nhỏ, do Cơ quan Vũ trụ Ý cung cấp, được triển khai từ tàu vũ trụ DART cách đó 15 ngày trước khi xảy ra va chạm. Nó sẽ ghi lại khoảnh khắc đâm vào tiểu hành tinh của tàu DART và cho thấy các đám mây vật chất và bụi phóng ra từ vật thể.

Cùng với đó, những hình ảnh do DRACO và LICIA Cube (trên tàu DART) sẽ quay lại thời điểm trước vụ va chạm xảy ra, nhằm cung cấp cái nhìn cho các nhà khoa học hiểu rõ hơn tác động trong sứ mệnh này.

Lindley Johnson, nhà khoa học Phòng vệ Hành tinh của NASA cho biết: "Thành công của sứ mệnh DART sẽ cho các nhà khoa học biết được những hạn chế trong việc đánh chặn khi một tiểu hành tinh đâm vào Trái Đất, và lên những phương án khắc phục cho các nhiệm vụ tiếp theo".

"Điều này, chứng tỏ chúng ta không còn bất lực trong việc ngăn chặn sự đe dọa từ các vật thể. NASA sẽ tiếp tục nghiên cứu nâng cao để đẩy nhanh quá trình tìm kiếm quần thể tiểu hành tinh nguy hiểm còn lại bằng sứ mệnh Phòng thủ Hành tinh tiếp theo", Johnson bày tỏ vui mừng.

Trong những tuần tới, các nhà khoa học sẽ xác định được đặc điểm của các mảnh vật chất bắn ra từ vụ va chạm và đo lường chính xác sự thay đổi quỹ đạo của Dimorphos nhằm xác định mức độ hiệu quả của chiến dịch thử nghiệm này.

Mặt khác, vào năm 2024 dự án Hera của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu sẽ tiến hành khảo sát chi tiết tiểu hành tinh đôi này, tập trung vào miệng núi lửa tàu DART để lại từ vụ va chạm và đo chính xác khối lượng của mặt trăng Dimorphos.

Một lưu ý rằng, kế hoạch thử nghiệm tên lửa DART là một trong hai sứ mệnh trong chương trình chung của NASA và Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA), được gọi là "Đánh giá Tác động và Độ lệch Tiểu hành tinh" (AIDA). 

Mục tiêu chính của AIDA là tìm hiểu tác động của một vụ va chạm với tiểu hành tinh. 

Giống như sứ mệnh DART, Hera cũng sẽ được trang bị một tàu vũ trụ với nhiều máy ảnh và máy đo độ cao Laser LIDAR để xác định mức độ hiệu quả của con tàu DART có thể làm thay đổi quỹ đạo của Dimorphos chi tiết như thế nào.

Đồng thời, nó sẽ cố gắng hạ cánh lên tiểu hành tinh Didymos để quan sát cận cảnh bề mặt, và khảo sát nó bằng công nghệ radar tần số thấp.

Thử nghiệm DART thành công, đã mở ra một trang lịch sử cho nhiệm vụ bảo vệ Trái Đất của chúng ta khỏi những mối đe dọa từ bên ngoài không gian.

Nội dung: Nam Đoàn

Ảnh: NASA

Thiết kế: Tuấn Huy