Cùng nhịp với sự phát triển của khoa học công nghệ, loài người thực sự đang vươn tới các vì sao. Thế nhưng, bên cạnh những vùng không gian kỳ thú chưa được khám phá, chưa bao giờ trong lịch sử loài người, chúng ta cũng đối mặt với một "nỗi lo mới" về việc bị tấn công bởi những tiểu hành tinh.

Vào khoảng 7h17 sáng ngày 30/5/1908, những cư dân thưa thớt ở vùng Krasnoyarsk Krai choàng tỉnh giấc nhìn thấy một cột ánh sáng xanh chói lòa cắt ngang bầu trời. Họ nghe thấy một tiếng nổ khủng khiếp, kèm sau đó là những cơn chấn động đã xé vỡ cửa kính, nhiều người đi bộ ngã nhào trên mặt đất.

Không ai biết chuyện gì đã xảy ra. Chỉ biết rằng vụ nổ có tên Tunguska, được coi là mạnh nhất từng được ghi nhận trong lịch sử, với khối năng lượng được giải phóng ước tính gấp tới 185 lần quả bom nguyên tử thả xuống thành phố Hiroshima của Nhật Bản. Thậm chí, một loạt rung chấn mạnh còn được ghi nhận ở những nơi cách rất xa, như nước Anh.

Trong giới khoa học, lời giải thích đáng tin cậy nhất tính đến nay về vụ nổ là do một thiên thạch đã bất ngờ vỡ tung khi nó cách bề mặt Trái Đất khoảng từ 6 - 10 km. Các nghiên cứu cho rằng đây có thể là một sao chổi thiên thạch, với thành phần chủ yếu gồm băng và bụi, vì thế nên nó không để lại một "lỗ hổng" nào trên bề mặt Trái Đất. Câu hỏi đặt ra: Nếu cấu trúc của tiểu hành tinh là đất và đá, thì câu chuyện sẽ thế nào?

Mối lo ngại về một vụ va chạm tương tự đã được nhắc đến vào năm 2017, khi các nhà thiên văn học sớm đưa ra lời dự đoán về một tiểu hành tinh có kích thước to bằng chiếc du thuyền sẽ lao vào Nhật Bản tại một thời điểm nào đó diễn trong thập kỷ tới.

Ngay lập tức, các nhà khoa học và quan chức chính phủ của NASA và các cơ quan không gian khác đã tụ họp tại một hội nghị ở Tokyo, nhằm đưa ra kế hoạch để "đánh văng" tiểu hành tinh khỏi đường bay của nó về phía Trái Đất.

Nhiều khả năng, số phận của đất nước mặt trời mọc sẽ lệ thuộc vào một sứ mệnh không gian, nơi mà robot sẽ điều khiển tên lửa để đánh bay những mối lo ngại về tiểu hành tinh.

Năm 2020, các cơ quan vũ trụ trên thế giới tiếp tục kết hợp lại với nhau để phóng thử bốn tàu thăm dò không gian. Các con tàu tiến thẳng về tiểu hành tinh, và dựa vào tác động vật lý, đã khiến vật thể ngoài không gian bay chệch hướng. Thế rồi, Nhật Bản được cứu khỏi sự hủy diệt mà không cần có một cuộc di cư nào diễn ra.

Tuy nhiên, tất cả diễn biến nêu trên chỉ là hình ảnh đồ họa trên hệ thống mô phỏng.

Từ lâu, việc làm chệch hướng một vật thể từ không gian khỏi đường bay chết chóc của nó tới Trái Đất đã được coi một giải pháp ưa chuộng tại các cuộc diễn tập mô phỏng để bảo vệ hành tinh xanh. Kỹ thuật tương tự thậm chí phổ biến đến mức, nó đã xuất hiện rất nhiều trong các bộ phim điện ảnh bom tấn, đến nỗi ai cũng nghĩ rằng điều này là hiển nhiên.

Tuy nhiên trên thực tế, không ai biết rằng liệu kỹ thuật này có thực sự hiệu quả như trong tính toán hay không. Trong lịch sử, chưa bao giờ loài người đi đến quyết định phải đánh bật một tiểu hành tinh để cứu lấy Trái Đất, mãi cho đến nay.

Tháng 7/2021, Sputnik đã trích dẫn một báo cáo được công bố trên trang web của Tiểu ban Khoa học - Kỹ thuật của Ủy ban Liên Hợp Quốc về việc sử dụng không gian vũ trụ vì mục đích hòa bình. Theo đó, hiện các nhà khoa học chỉ xác định được khoảng 40% các vật thể có kích thước lớn đang tiến đến gần Trái Đất, báo cáo cho biết.

Ông Boris Shutov, Giám đốc khoa học của Viện Thiên văn học trực thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Nga, nhận định rằng các chuyên gia chỉ biết đến khoảng 1/10 các thiên thể vũ trụ có kích thước lớn hơn 100 mét, còn những thiên thể kích thước khoảng 50 mét giống như thiên thạch Tunguska thì chỉ biết được 1%.

Thông thường, một vật có đường kính nhỏ hơn 50 mét sẽ cháy rụi trên đường đi. Tuy nhiên, nếu một khối đá có đường kính khoảng 1 km khi rơi xuống mặt đất có đủ sức xóa sạch cả một thành phố.

Nhiều nhà khoa học cũng cho rằng nguyên nhân khiến cho loài khủng long biến mất là do một thiên thạch lớn rơi xuống Trái Đất 64 triệu năm trước, đâm vào khu vực Trung Mỹ.

Đến nay, giả thuyết đáng tin cậy nhất của vụ va chạm này là chúng đã sinh ra lớp bụi che lấp ánh sáng Mặt trời trong nhiều năm, từ đó giết chết đa số các loài thực vật - vốn dĩ là thức ăn của loài khủng long, khiến loài này tuyệt chủng.

13 giờ 21 phút sáng ngày 24/11/2021 theo giờ Hà Nội, NASA đã khởi động sứ mệnh mang tên "Thử nghiệm Chuyển hướng Tiểu hành tinh kép" (Double Asteroid Redirection Test), hay còn gọi là DART, từ Căn cứ vũ trụ Vandenberg ở California.

Theo tính toán, một tàu thăm dò có kích cỡ như một tủ lạnh, nặng khoảng 544 kg được phóng bởi tên lửa Falcon 9 của SpaceX sẽ bay vòng quanh mặt trời, rồi đâm vào tiểu hành tinh có tên là Dimorphos với vận tốc trên 24.000 km/h vào tháng 9/2022.

Thông qua thử nghiệm, các nhà khoa học có thể tìm hiểu vụ va chạm tác động ra sao tới chuyển động của tiểu hành tinh gần Trái Đất trong không gian. Nếu nhiệm vụ này thành công, nó sẽ lần đầu tiên chứng minh được khả năng bảo vệ nhân loại bằng việc đánh bay một tiểu hành tinh nguy hiểm ra khỏi đường bay tới Trái Đất.

"Chúng tôi đang thử nghiệm khả năng thực thi của DART trước khi loài người cần tới một biện pháp mạnh tay hơn," Lindley Johnson, trưởng bộ phận bảo vệ hành tinh của NASA, cho biết. "Rõ ràng, chúng ta không muốn bị đặt trong tình thế phải triển khai một sứ mệnh chưa rõ hiệu quả, trong khi đang cố gắng cứu lấy một phần dân số toàn cầu".

Sứ mệnh trị giá 324 triệu USD này đánh dấu một bước ngoặt đối với NASA - một cơ quan dân sự chủ yếu chỉ tập trung vào việc thăm dò, theo dõi khí hậu và tìm kiếm các dấu hiệu của sự sống trong hệ Mặt trời của chúng ta.

Mặc dù được cho là có sự phối hợp và phụ thuộc vào Bộ Quốc phòng Mỹ trong một số hoạt động, nhưng NASA từ trước tới nay chưa hề chịu trách nhiệm dẫn đầu các nỗ lực bảo vệ Mỹ - hoặc Trái đất, khỏi tiểu hành tinh, cũng như bất kỳ mối đe dọa an ninh nào khác.

Trên thực tế, định hướng này đã bước đầu được thay đổi vào năm 2005, khi Quốc hội giao cho NASA nhiệm vụ bảo vệ hành tinh xanh khỏi các vật thể nguy hiểm quay quanh Mặt trời - thứ thỉnh thoảng lại có "thói quen xấu" là băng cắt qua quỹ đạo bay của Trái Đất.

Điều đó bao gồm bước đầu là việc theo dõi hàng chục nghìn vật thể gọi là tiểu hành tinh (asteroid) gần Trái đất và có kích thước đủ lớn để gây ra các thiệt hại nghiêm trọng. Tới nay, sứ mệnh DART được xem là bước đi đầu tiên cho thấy Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ đang thực thi trách nhiệm này như thế nào.

Trên thực tế, NASA từ lâu đã đạt được nhiều thành tựu trong nghiên cứu mọi tảng đá, hành tinh lưu lạc ngoài không gian xung quanh Trái Đất trong nhiều thập kỷ. Họ thậm chí đã cho robot hạ cánh trên bề mặt sao Hỏa, lấy mẫu từ một tiểu hành tinh lớn tên là Bennu - được cho là có thể đe dọa Trái đất vào thế kỷ 22, và thậm chí cố tình đâm tàu thăm dò vào một sao chổi và lên mặt trăng, tất cả đều vì mục đích khoa học.

Nhưng việc tấn công trực diện một tiểu hành tinh đủ mạnh để làm thay đổi quỹ đạo của nó trong không gian đặt ra những thách thức mới cho các kỹ sư và nhà khoa học tại cơ quan này.

"Đây là lần đầu tiên chúng tôi thử nghiệm một kỹ thuật phức tạp nhằm di chuyển một tiểu hành tinh bằng cách sử dụng các khả năng và hệ thống của riêng mình", Brent Barbee, một thành viên của nhóm sứ mệnh DART và là một kỹ sư hàng không tại NASA cho biết. "Đó là một cột mốc quan trọng đối với loài người chúng ta. DART chính là thứ mà loài khủng long năm xưa không có, khiến chúng bị tuyệt chủng".

Như đã đề cập ở phần trên của bài viết, tàu thăm dò không gian DART sẽ nhắm mục tiêu vào Dimorphos, cùng với một tiểu hành tinh khác là Didymos.

Trong tiếng Hy Lạp, Didymos có nghĩa là "sinh đôi". Đó là do tiểu hành tinh rộng gần 800 mét này nằm trong hệ nhị phân cùng với tiểu hành tinh hay mặt trăng nhỏ hơn có đường kính 160 m, được phát hiện cách đây hai thập kỷ.

"Tùy thuộc vào vị trí trong quỹ đạo xung quanh Mặt trời, Dimorphos và Didymos có thể nằm cách Trái Đất từ 10 đến 493 triệu km, nhưng hiện tại chúng đang cách Trái Đất khoảng 483 triệu km", nhà vật lý thiên văn và người theo dõi vệ tinh Jonathan McDowell thuộc Trung tâm Vật lý Thiên văn Harvard-Smithsonian ở Cambridge, Massachusetts cho biết.

Mục tiêu của DART là sẽ va chạm gần như đối đầu với mặt trăng Dimorphos, từ đó đẩy và thay đổi quỹ đạo của nó xung quanh Didymos. Nhiệm vụ này nhằm mục đích rút ngắn quỹ đạo của mặt trăng xung quanh Didymos vài phút, từ đó gián tiếp làm thay đổi quỹ đạo bay của chúng.

Do hai tiểu hành tinh được cho là không gây ra bất kỳ mối đe dọa nào đối với Trái Đất, thử nghiệm này sẽ không trực tiếp giúp Trái đất an toàn hơn. Điều quan trọng của sứ mệnh là chứng minh rằng chiến lược phòng thủ này có hiệu quả.

Dẫu vậy, mọi thứ có thể không dễ dàng như trong dự tính. Càng khó khăn hơn khi NASA vẫn tiếp tục phải điều khiển tàu thăm dò để bắt kịp với quỹ đạo biến đổi của tiểu hành tinh.

Theo NASA, tàu DART cần phải ngắm trúng hồng tâm khi tiểu hành tinh đạt đến điểm gần nhất với Trái Đất dọc theo trục quỹ đạo của nó quanh Mặt trời, ước tính là khoảng 10,94 triệu km.

Đó là một quỹ đạo phức tạp liên quan đến thời gian phóng chính xác từ Trái đất, cũng như các lần điều chỉnh lực đẩy từ tên lửa thông qua hàng chục bo mạch trên tàu DART để hướng đến mục tiêu là một va chạm vật lý với tiểu hành tinh Dimorphos.

"Từ quan điểm về mặt kỹ thuật, điều này sẽ thực sự khó khăn", Andy Rivkin, trưởng nhóm điều tra DART tại Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng Johns Hopkins, nơi đang quản lý sứ mệnh cho biết.

"DART sẽ dựa trên một quy trình hoàn toàn tự động bắt đầu khoảng 4 giờ trước khi xảy ra va chạm và sử dụng hệ thống điều hướng tích hợp được gọi là SMART Nav", Andy lý giải. "Họ đã phải xây dựng một thuật toán để nó tự thực hiện nhiệm vụ".

Tom Statler, một nhà khoa học thuộc chương trình DART tại NASA, đồng ý với nhận định này. "Độ chính xác của những điều hướng thực sự đã vượt xa những gì chúng tôi đã làm trước đây".

Ed Reynolds, giám đốc dự án DART tại Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng cũng thừa nhận rằng "có những hạn chế" đối với các cảm biến tích hợp của DART và tàu có thể đi chệch hướng.

Thế nhưng ngay cả khi đã thành công đâm vào tiểu hành tinh, liệu cú va chạm có để lại một miệng núi lửa lớn, hoặc tạo ra một đám mây các mảnh vụn hay không vẫn còn là điều bí ẩn đối với các nhà thiên văn học.

Trên thực tế, chúng ta biết rất ít về thành phần của Dimorphos. Nếu tảng đá không gian này có cấu trúc cứng và dày đặc, các mảnh vụn nhỏ sẽ bị văng ra sau va chạm. Theo NASA, đây sẽ là một bài toán hóc búa, mà nếu như làm sai, hậu quả có thể vô cùng khó lường.

Đặt giả thiết trong tương lai, khi chúng ta cần đến một tàu thám hiểm gắn kèm thiết bị nổ hạt nhân, trong một nỗ lực làm chệch hướng các tiểu hành tinh với kích thước lớn hơn, nguy hiểm hơn. Khi ấy, nếu sử dụng sai cách, vũ khí hạt nhân có thể tạo ra một vài tảng đá nhỏ hơn, và vẫn gây sát thương tiếp tục về phía Trái Đất.

"Đây là thảm họa thiên nhiên duy nhất mà chúng ta có thể ngăn chặn", Tiến sĩ Thomas Zurbuchen - quản lý Chương trình Quan sát Vật thể Gần Trái đất của NASA nói về tác động của tiểu hành tinh cho biết. "Tuy nhiên, rất khó để tưởng tượng ra một kịch bản của vụ va chạm diễn ra, khi nó tạo ra một sự tương tác và điều gì sẽ xảy ra ở phía bên kia".

Theo NASA, vụ va chạm sẽ được ghi lại bởi LICIACube (Light Italian Cubesat for Imaging of Asteroids), một vệ tinh hình hộp đồng hành cùng tàu do Cơ quan Vũ trụ Italy cung cấp. Vệ tinh lớn cỡ chiếc valy sẽ bay kèm DART, sau đó tách ra trước vụ va chạm để ghi hình diễn biến. Ba phút sau va chạm, vệ tinh sẽ bay gần Dimorphos để chụp ảnh và quay video. Dữ liệu sẽ được truyền trực tiếp về Trái Đất.

Nhờ đó, các nhà thiên văn học có thể so sánh quan sát từ kính viễn vọng trên Trái Đất trước và sau va chạm, từ đó xác định thời gian quay quanh quỹ đạo của Dimorphos thay đổi bao nhiêu.

"Nếu quỹ đạo của tiểu hành tinh được tăng tốc ít nhất 73 giây, rút ngắn thời gian quay xung quanh Didymos, thì sứ mệnh được coi là đã thành công", Tiến sĩ Andy cho biết.