(Ảnh minh họa: NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben)
Vừa qua, các nhà khoa học Trung Quốc vừa công bố một nghiên cứu đề xuất phương án mới nhằm ứng phó với các tiểu hành tinh lớn có nguy cơ va chạm Trái Đất, trong đó sử dụng thiết bị tạo hố sâu trước khi kích nổ một thiết bị hạt nhân bên trong thiên thể. Theo nhóm nghiên cứu, cách tiếp cận này có thể giúp truyền năng lượng hiệu quả hơn vào cấu trúc bên trong tiểu hành tinh, từ đó nâng cao khả năng phá hủy hoặc làm thay đổi quỹ đạo của nó.
Nghiên cứu do ông Wang Xiaowei thuộc Học viện Công nghệ Phương tiện Phóng Trung Quốc chủ trì, được công bố trên tạp chí khoa học Space: Science & Technology. Nhóm nghiên cứu cho rằng nếu xuất hiện một tiểu hành tinh có đường kính từ khoảng 100 m trở lên đang trên quỹ đạo va chạm với Trái Đất và thời gian cảnh báo không dài, các phương pháp làm chệch hướng bằng va chạm động năng hoặc tác động lực kéo trong thời gian dài có thể không tạo ra đủ năng lượng để ngăn chặn nguy cơ.
Để đánh giá khả năng phòng vệ trước những kịch bản này, nhóm nghiên cứu xây dựng mô hình mô phỏng hai phương án: Phương án thứ nhất là kích nổ trên bề mặt. Theo đó, một tàu vũ trụ mang thiết bị hạt nhân sẽ va chạm với bề mặt tiểu hành tinh, tạo ra một hố nông rồi kích nổ ngay tại vị trí này. Phương án thứ hai, được gọi là "kích nổ sau khi tạo hố sâu", sử dụng một thiết bị xuyên để tạo hố sâu trước, sau đó đưa thiết bị hạt nhân xuống bên trong và kích nổ. Theo các nhà khoa học, việc kích nổ ở độ sâu lớn hơn giúp nhiều năng lượng của vụ nổ được truyền trực tiếp vào phần lõi của tiểu hành tinh thay vì thất thoát ra không gian.
(Ảnh minh họa: NASA/Johns Hopkins APL/Steve Gribben)
Trong quá trình nghiên cứu, nhóm tác giả đã mô phỏng nhiều kịch bản khác nhau, tính đến năng lượng của tên lửa phóng, vận tốc của tàu va chạm cũng như mức thay đổi vận tốc của tiểu hành tinh sau khi chịu tác động. Các thử nghiệm được tiến hành với cơ sở dữ liệu mô phỏng về nhiều loại tiểu hành tinh và giả định thời gian cảnh báo dao động từ 1 năm đến 20 năm.
Kết quả cho thấy nếu có đủ thời gian chuẩn bị, phương án tạo hố sâu rồi kích nổ mang lại hiệu quả cao hơn. Theo nhóm nghiên cứu, việc chủ động lựa chọn vị trí tạo hố và kích nổ sâu bên trong giúp tăng khả năng truyền năng lượng, qua đó cải thiện hiệu quả phá hủy hoặc làm lệch quỹ đạo của tiểu hành tinh.
Theo mô phỏng, phương pháp này có thể phá hủy những tiểu hành tinh có đường kính khoảng 100 m. Đối với các tiểu hành tinh lớn hơn, có kích thước tới khoảng 1 km, vụ nổ không nhất thiết phải phá hủy hoàn toàn mà có thể tạo ra sự thay đổi vận tốc khoảng 1 m/giây trong khoảng 60 ngày, đủ để làm thay đổi quỹ đạo của thiên thể trong một số tình huống giả định.
Trong khi đó, phương án kích nổ trên bề mặt có ưu điểm là triển khai nhanh hơn trong trường hợp khẩn cấp. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu nhận định phương án này gặp nhiều hạn chế do vị trí va chạm khó kiểm soát, hiệu quả truyền năng lượng thấp hơn và đòi hỏi thiết bị hạt nhân phải chịu được va chạm ở tốc độ rất lớn cũng như kích nổ với độ chính xác rất cao.
Dù vậy, các nhà khoa học cũng lưu ý rằng kết quả nghiên cứu mới dựa trên mô phỏng lý thuyết và chưa tính đến nhiều yếu tố phức tạp trong điều kiện thực tế. Một trong những yếu tố quan trọng là cấu tạo của tiểu hành tinh. Những thiên thể có cấu trúc dạng "đống đá vụn" sẽ phản ứng khác với các tiểu hành tinh có cấu trúc đá đặc. Ngoài ra, các mảnh vỡ tạo ra sau vụ nổ cũng cần được tính toán kỹ lưỡng để tránh hình thành những vật thể mới vẫn có khả năng đe dọa Trái Đất. Bên cạnh đó, việc đưa thiết bị hạt nhân vào không gian cũng đặt ra nhiều thách thức về công nghệ, an toàn và quản lý quốc tế. Những vấn đề này chưa được phân tích chi tiết trong nghiên cứu.
Theo Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ (NASA), chưa phát hiện tiểu hành tinh nào được xác định sẽ va chạm với Trái Đất trong tương lai gần. (Ảnh: NASA)
Theo nhóm tác giả, mỗi phương án sẽ phù hợp với từng tình huống khác nhau. Nếu thời gian cảnh báo quá ngắn, phương án kích nổ trên bề mặt có thể là lựa chọn khả thi hơn nhờ quy trình triển khai đơn giản. Ngược lại, nếu phát hiện sớm mối đe dọa và có đủ thời gian chuẩn bị, phương án tạo hố sâu rồi kích nổ được đánh giá là có tiềm năng mang lại hiệu quả phòng vệ cao hơn.
Hiện nay, các cơ quan không gian trên thế giới vẫn thường xuyên theo dõi các tiểu hành tinh gần Trái Đất. Theo Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ (NASA), chưa phát hiện tiểu hành tinh nào được xác định sẽ va chạm với Trái Đất trong tương lai gần. Trước đó, sứ mệnh DART của NASA năm 2022 đã lần đầu tiên chứng minh khả năng làm thay đổi quỹ đạo của một tiểu hành tinh bằng phương pháp va chạm động năng, mở ra hướng nghiên cứu mới trong lĩnh vực phòng vệ hành tinh.
Nghiên cứu mới của các nhà khoa học Trung Quốc được đánh giá là bổ sung thêm cơ sở lý thuyết cho việc xây dựng các phương án ứng phó với những tiểu hành tinh có kích thước lớn hoặc chỉ được phát hiện khi thời gian cảnh báo không còn nhiều. Tuy nhiên, để chuyển từ mô hình mô phỏng sang các nhiệm vụ thực tế vẫn cần thêm nhiều nghiên cứu về kỹ thuật, độ an toàn cũng như cơ chế phối hợp quốc tế trong lĩnh vực phòng vệ hành tinh.
