Nguy cơ thiên thạch va chạm trái đất: Viễn tưởng hay khoa học thực tế
Theo tờ Independent, dự án này nhằm thử nghiệm việc dùng tàu vũ trụ làm chệch hướng thiên thạch có nguy cơ đâm vào Trái đất trong tương lai. Thiên thạch được dùng thử nghiệm có tên Didymoon hiện vẫn đang rất xa Trái đất và không gây mối nguy hại nào vì kích thước nhỏ bé của nó.
Dự kiến tàu vũ trụ OSIRIS-REx được chế tạo bởi công ty Lockheed Martin sẽ được phóng vào tháng 10/2020 và thực hiện sứ mệnh tiếp cận Didymoon vào tháng 5/2022. Việc thử nghiệm này cho thấy những mối đe dọa từ vũ trụ vốn không phải là sản phẩm của khoa học viễn tưởng, dù rằng khả năng thiên thạch va chạm với Trái đất và tạo thành thảm họa rất khó xảy ra.
Những vụ “đụng độ” trong quá khứ
Một thiên thạch va chạm với Trái đất - đó là điều các nhà làm phim Hollywood đã xây dựng trong những bộ phim như Deep Impact, Armagedon, hay Hammer Lucifer… nhưng những vụ va chạm này là một thực tế khoa học. Qua quan sát những miệng núi lửa, hồ tự nhiên trên Trái đất và Mặt trăng có thể thấy những vụ va chạm của thiên thạch trong quá khứ. Tùy vào kích thước của thiên thạch và vị trí mà nó tác động; một vụ va chạm như vậy sẽ tạo ra những cơn sóng thần khổng lồ, bão lửa và một lượng lớn bụi đá sẽ tác động vào tầng bình lưu của Trái đất. Cách đây khoảng 65 triệu năm đã xảy ra một vụ va chạm với một thiên thạch có kích thước khoảng 10km.
Nhà vật lý Luis Alvarez và đồng nghiệp cho rằng vụ nổ đã gây ra sự tuyệt chủng ở Kỷ Phấn Trắng cùng sự biến mất của loài khủng long. Vụ nổ đã tạo ra miệng núi lửa Chicxulub nổi tiếng rộng tới 180 km ở phía bắc Yucantan và hàng tấn bụi khí phát tán trong khí quyển, gây ra những đợt sóng thần, lụt lội…
Các nhà khoa học cũng đã ghi nhận một vụ thiên thạch có đường kính khoảng 50m với vận tốc 46.000km/h đã đâm xuống sa mạc Arizona, Mỹ và tạo ra hố Barringer rộng 1,2km và sâu khoảng 170m. Các tài liệu cổ cũng ghi lại sự kiện mưa thiên thạch ở Trung Quốc giết chết 10.000 người ở tỉnh Sơn Tây vào thời nhà Minh… Năm 1908, một thiên thạch đã gây ra thảm họa tại vùng Tunguska, Nga. Vụ nổ đã tàn phá hơn 80 triệu cây trên diện tích 2.000km² rừng và khiến các nhà khoa học đau đầu vì nó không hề để lại bất kỳ vết tích nào của một vụ va chạm thiên thạch.
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 48.000 km/h vụ nổ sẽ tạo ra một năng lượng tương đương quả bom 1 triệu megaton. Có thể hình dung, một thiên thạch có kích thước của một ngôi nhà sau khi va chạm với bề mặt sẽ tạo ra một lượng năng lượng tương đương với đương lượng nổ của quả bom nguyên tử ném xuống Hirosima (khoảng chừng 20 kiloton).
Và nếu một tiểu hành tinh cỡ vài kilomet vuông sẽ tạo ra vụ nổ có sức công phá lớn hơn khoảng 10 triệu lần. 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.
Năng lượng phát hành bởi một va chạm phụ thuộc vào đường kính, mật độ, vận tốc và góc rơi của thiên thạch. Đường kính của hầu hết các thiên thạch gần trái đất được nghiên cứu bởi radar hoặc hồng ngoại chỉ có thể được ước tính dựa trên độ sáng thiên thạch. Mật độ thường được giả định vì đường kính và khối lượng cũng thường ước tính. Vận tốc tác động rơi thường ước tính trung bình 17km/giây với góc tác động có thể xảy ra nhất là 45 độ.
Năm 2000, kỹ sư người Úc là Michael Paine đã công bố một biểu đồ về tác động thiên thạch đối với Trái đất. Ông cho rằng thiên thạch có thể gây ra nguy hiểm trong chu kỳ 100.000 năm và đáng lo ngại nhất là một thiên thạch có đường kính 5 km, đủ gây ra thảm họa toàn cầu. Mối quan tâm khác là về sóng thần. Nếu thiên thạch rơi trúng bề mặt đại dương, nó có thể gây ra những đợt sóng thần khổng lồ, quét sạch những vùng lân cận…
Nỗ lực ngăn chặn nguy cơ
Cơ quan hàng không vũ trụ Mỹ NASA đã thành lập bộ phận hợp tác bảo vệ hành tinh (PDCO) để thực hiện nhiệm vụ dò tìm những thiên thạch có khả năng gây nguy hiểm tới Trái đất.
Hiện tại, kính thiên văn NEO đã ghi nhận tới hơn 90% các thiên thạch gần trái đất với kích thước lớn hơn 1km và tiếp tục mở rộng việc tìm kiếm các thiên thạch kích cỡ nhỏ hơn. NASA đang xem xét đề xuất xây dựng một kính thiên văn vũ trụ mới sẽ tìm và xác định nhiều thiên thạch hơn; và nếu được chấp thuận, nó có thể hoạt động vào năm 2020. Dự kiến sứ mạng chuyển hướng thiên thạch sẽ được khởi động vào tháng 5/2020 với việc dùng tàu vũ trụ để kéo lệch quỹ đạo bay của thiên thạch.
Ngày 30-6-1908 là ngày xảy ra vụ va chạm của thiên thạch Tunguska đã được đặt tên là ngày thiên thạch để giúp nhân loại hiểu rõ hơn về những hiểm họa từ vũ trụ. Những nhà khoa học cho rằng, tỷ lệ phát hiện ra những thiên thạch có khả năng gây ra một thảm họa toàn cầu đang tăng cao. Điều này rất có lợi bởi nếu chúng ta phát hiện càng sớm thì càng có khả năng làm thay đổi quỹ đạo của thiên thạch.
Nhưng ngay cả khi tìm thấy một thiên thạch có nguy cơ va chạm với Trái đất thì việc theo dõi quỹ đạo của nó qua kính thiên văn vẫn tỏ ra cần thiết. Công việc theo dõi này kéo dài hàng năm để giúp các nhà khoa học có thể dự đoán chính xác quỹ đạo của thiên thạch và đưa ra lời cảnh báo đúng lúc. Việc tìm ra các thành phần vật chất của thiên thạch cũng có tác dụng trước khi quyết định thực hiện chiến lược thích hợp.
| Du khách bên miệng hố Barringer do thiên thạch va chạm với Trái đất tạo ra. |
Một giải pháp do Tiến sĩ H. Jay Melosh đề xuất để làm chệch hướng một tiểu hành tinh hoặc sao chổi bằng cách tập trung năng lượng mặt trời lên bề mặt để tạo ra lực đẩy từ sự bay hơi dẫn của vật chất. Phương pháp này đòi hỏi việc xây dựng một trạm không gian với hệ thống thấu kính khổng lồ nhằm tập trung năng lượng vào bề mặt đối tượng.
Nhà khoa học hành tinh Eugene Shoemaker đưa ra giải pháp làm chệch hướng một va chạm tiềm năng bằng cách tạo ra một đám mây hơi nước trong quỹ đạo của thiên thạch như một thiết bị “phanh”. Cùng hướng với giải pháp này là việc sử dụng Magnetic Flux Compression như một “phanh” từ tính khi xác định được thành phần của thiên thạch có chứa phần trăm sắt cao. Một cuộn dây được tạo thành trong quỹ đạo và khi thiên thạch đi qua, cảm ứng sẽ tạo ra một lực điện từ làm chậm tốc độ của nó.
Những nỗ lực làm lệch hướng quỹ đạo di chuyển của các thiên thạch nguy hiểm thường kéo dài từ một năm đến vài thập kỷ để chuẩn bị và thực hiện. Giải pháp này được chia thành ba phương án, dùng chất nổ, va chạm và lực hấp dẫn. Trong phương án sử dụng chất nổ, các chuyên gia sẽ gắn một hoặc nhiều thiết bị kích nổ trên thiên thạch, dùng sức công phá của vụ nổ để làm chệch quỹ đạo. Tuy nhiên, đây được coi là phương án cuối cùng. Phương án thứ hai sử dụng tàu vũ trụ để tạo một “va chạm động” với thiên thạch. Trọng lượng của thiên thạch là vấn đề được tính toán kỹ để tạo ra một lực va chạm cần thiết. Và phương án cuối cùng là phóng một tàu vũ trụ và sử dụng nó như một vệ tinh bay quanh thiên thạch nhằm tạo một lực hấp dẫn, đẩy thiên thạch ra khỏi quỹ đạo nguy hiểm.
Theo phi hành gia Rusty Schweickart, phương pháp kéo trọng lực là gây tranh cãi, bởi vì trong quá trình thay đổi quỹ đạo của thiên thạch tới Trái đất điểm rơi của thiên thạch sẽ dịch chuyển từ nước này sang nước khác. Sự phối hợp quốc tế và nhận thức đúng đắn về mối nguy hiểm từ vũ trụ trong trường hợp này là cần thiết. Có thể thấy, khả năng va chạm giữa thiên thạch và Trái đất là hiếm khi xảy ra, nhưng thiệt hại thật khôn lường nếu chúng ta không ngăn chặn kịp thời.