Trung Quốc tìm ra phương án mới để vô hiệu hóa tiểu hành tinh đe dọa Trái Đất

Các nhà khoa học Trung Quốc đề xuất phương án chôn thiết bị nổ hạt nhân dưới bề mặt để phá hủy hoặc làm chệch hướng các tiểu hành tinh có nguy cơ va chạm với Trái Đất. Ảnh: ISTF

Theo báo Bưu điện Hoa Nam buổi sáng, nhóm nghiên cứu thuộc Học viện Công nghệ Phương tiện Phóng Trung Quốc cho biết phương án này được triển khai theo hai bước. Trước tiên, một tàu vũ trụ sẽ phóng đầu xuyên bằng kim loại đâm vào tiểu hành tinh nhằm tạo một hố sâu. Tiếp đó, tàu vũ trụ thứ hai sẽ đưa thiết bị nổ hạt nhân xuống hố và kích nổ.

Kết quả mô phỏng, được công bố trên tạp chí Space: Science & Technology hồi tháng 5, cho thấy một vụ nổ có sức công phá 3 megaton, tương đương khoảng 200 quả bom nguyên tử từng thả xuống Hiroshima, có thể phá hủy hoàn toàn một tiểu hành tinh có đường kính khoảng 100 m.

Nghiên cứu cũng chỉ ra rằng nếu chôn thiết bị nổ ở độ sâu khoảng 30 m dưới bề mặt, mức thay đổi vận tốc của tiểu hành tinh sẽ tăng hơn ba lần so với kích nổ gần bề mặt. Điều này giúp nâng cao đáng kể khả năng đẩy thiên thể ra khỏi quỹ đạo có nguy cơ va chạm với Trái Đất.

Theo nhóm nghiên cứu, phương án này gợi nhớ đến bộ phim thảm họa Armageddon (1998), nhưng toàn bộ nhiệm vụ đều được thực hiện bằng tàu vũ trụ không người lái. So với phương án cho thiết bị hạt nhân lao thẳng vào tiểu hành tinh, cách tiếp cận mới có yêu cầu kỹ thuật thấp hơn và hiệu quả phòng vệ cao hơn.

Thay vì phụ thuộc vào một cú va chạm tốc độ cao tại vị trí khó kiểm soát, quy trình hai bước cho phép các kỹ sư chủ động lựa chọn điểm đặt thiết bị nổ và chôn sâu hơn dưới bề mặt tiểu hành tinh.

Đồng thời, phương án này cũng loại bỏ yêu cầu thiết bị hạt nhân phải chịu được cú va chạm ở vận tốc lên tới 20 km/giây hoặc phải phát nổ ngay sau khi tiếp xúc. Nhờ vậy, phần lớn năng lượng của vụ nổ được truyền trực tiếp vào cấu trúc bên trong tiểu hành tinh, qua đó nâng cao hiệu quả phá hủy hoặc làm thay đổi quỹ đạo của thiên thể.

Giải pháp cho những mối đe dọa từ không gian

Tiểu hành tinh. Ảnh minh họa: CCO

Tiểu hành tinh là những khối đá còn sót lại từ quá trình hình thành Hệ Mặt Trời cách đây khoảng 4,6 tỷ năm. Phần lớn chúng chuyển động trong vành đai giữa Sao Hỏa và Sao Mộc, song vẫn có một số thiên thể cắt qua quỹ đạo Trái Đất và luôn nằm trong diện theo dõi của giới thiên văn.

Năm 2019, một tiểu hành tinh có đường kính khoảng 130 m đã bay sượt qua Trái Đất ở khoảng cách chỉ 72.000 km. Đáng chú ý, các nhà thiên văn chỉ phát hiện thiên thể này không lâu trước khi nó tiến đến điểm gần Trái Đất nhất.

Cho đến nay, thử nghiệm thực tế duy nhất về làm chệch hướng tiểu hành tinh là sứ mệnh DART (Double Asteroid Redirection Test) của Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ (NASA) vào năm 2022. Trong sứ mệnh này, một tàu vũ trụ được điều khiển đâm trực tiếp vào tiểu hành tinh, giúp làm giảm vận tốc của thiên thể khoảng 2,7 mm/giây và qua đó thay đổi quỹ đạo của nó.

Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu nhận định rằng với những tiểu hành tinh lớn hơn hoặc chỉ được phát hiện khi thời gian cảnh báo quá ngắn, một cú va chạm động năng có thể không tạo đủ lực để ngăn chặn thảm họa. Trong những trường hợp như vậy, sử dụng thiết bị nổ hạt nhân có thể là lựa chọn khả thi duy nhất.

Kết quả mô phỏng cho thấy hiệu quả vượt trội

Để kiểm chứng giả thuyết, nhóm nghiên cứu đã xây dựng mô hình mô phỏng nhiều kịch bản tiểu hành tinh có nguy cơ va chạm với Trái Đất, giả định chúng tiếp cận hành tinh với vận tốc 10 km/giây. Từ đó, các nhà khoa học đánh giá hiệu quả của nhiều phương án phòng vệ đối với các tiểu hành tinh có kích thước, quỹ đạo và thời gian cảnh báo khác nhau.

Kết quả cho thấy một tiểu hành tinh có đường kính khoảng 50 m có thể bị phá hủy hoàn toàn bằng vụ nổ hạt nhân có đương lượng 300 kiloton, tương đương khoảng 20 quả bom Hiroshima. Khi tăng sức công phá lên 3 megaton, hệ thống đủ khả năng phá hủy hoàn toàn một tiểu hành tinh có đường kính khoảng 100 m.

Độ sâu chôn thiết bị nổ cũng ảnh hưởng đáng kể đến hiệu quả phòng vệ. Với một tiểu hành tinh đường kính 1 km, việc đặt thiết bị nổ 3 megaton ở độ sâu 30 m tạo ra mức thay đổi vận tốc khoảng 30 cm/giây, cao gấp hơn ba lần so với khi chôn ở độ sâu 10 m và lớn gấp khoảng 110 lần kết quả mà sứ mệnh DART của NASA đạt được.

Dẫu vậy, các nhà nghiên cứu cũng lưu ý rằng phương án này chỉ khả thi nếu tiểu hành tinh được phát hiện đủ sớm để có thời gian thiết kế, chế tạo, phóng và triển khai sứ mệnh gồm hai tàu vũ trụ trước khi thiên thể lao tới Trái Đất.

Ngoài ra, việc triển khai còn phụ thuộc vào sự hiện diện của các tên lửa hạng nặng đủ năng lực đưa đầu xuyên và thiết bị nổ hạt nhân vào không gian sâu.

Nhóm nghiên cứu kết luận: “Nghiên cứu này đặt nền tảng lý thuyết quan trọng cho việc xây dựng kế hoạch nhiệm vụ và thiết kế kỹ thuật nhằm phòng vệ trước các tiểu hành tinh gần Trái Đất có kích thước lớn hoặc chỉ được phát hiện trong thời gian cảnh báo ngắn. Kết quả cũng mang ý nghĩa chiến lược quan trọng trong việc nâng cao năng lực ứng phó của nhân loại trước nguy cơ va chạm từ các tiểu hành tinh”.