Vào tháng 11 năm 2021, tàu vũ trụ robot Thử nghiệm Chuyển hướng Tiểu hành tinh Đôi (DART) của NASA đã cất cánh vào không gian trên tên lửa SpaceX Falcon 9 từ Căn cứ Lực lượng Không gian Vandenberg ở California, với nhiệm vụ đánh chặn và thay đổi quỹ đạo của một tiểu hành tinh .
Như bài báo này từ Space.com đưa tin chi tiết, vào khoảng tháng 9 hoặc tháng 10 năm 2022, khi DART cách hành tinh của chúng ta khoảng 6,8 triệu dặm (11 triệu km), tàu vũ trụ 1.200 pound (544 kg), trị giá 325 triệu USD sẽ đạt được mục tiêu của nó - Dimorphos , một tiểu hành tinh nhỏ quay quanh mảnh đá không gian thứ hai, lớn hơn, Didymos , khi cặp đôi di chuyển theo quỹ đạo hình elip xung quanh mặt trời .
Mặc dù Dimorphos sẽ không va vào Trái đất, nhưng nó cung cấp một mục tiêu tốt đẹp, an toàn để thử nghiệm công nghệ mà một ngày nào đó có thể giúp bảo vệ Trái đất khỏi một vụ va chạm thảm khốc với một tiểu hành tinh sát thủ , chẳng hạn như hành tinh đã xóa sổ khủng long và 75% của đời sống động thực vật cách đây 66 triệu năm.
Khi nó đến Dimorphos, DART sẽ đâm vào đá không gian với tốc độ khoảng 6,6 km (4,1 dặm) mỗi giây, hy vọng sẽ cung cấp cho tiểu hành tinh đủ một cú xóc để làm thay đổi quỹ đạo của nó xung quanh đối tác của nó, chỉ một chút, nhưng đủ để thay đổi có thể được quan sát bằng kính thiên văn trên Trái đất, theo trang web của NASA.
"DART là một bài kiểm tra tính hiệu quả của kỹ thuật tác động động học trong việc thay đổi quỹ đạo của một tiểu hành tinh và công nghệ tàu vũ trụ được sử dụng để cung cấp một tác động động học tới tiểu hành tinh mục tiêu", Lindley Johnson , nhân viên phòng vệ hành tinh của NASA, giải thích qua email.
Dưới đây là năm điều bạn nên biết về DART.
1. Đâm tàu vũ trụ vào tiểu hành tinh Nghe có vẻ dễ nhưng không phải
Andy Rivkin , DART , giải thích: "Dimorphos là vật thể nhỏ nhất từng là mục tiêu của sứ mệnh và chúng tôi đang đến rất nhanh với nhu cầu tác động vào lần thử đầu tiên mà không cần biết những thứ cơ bản như hình dạng hay kích thước chính xác của Dimorphos" đồng chủ trì cuộc điều tra từ Phòng thí nghiệm Vật lý Ứng dụng Johns Hopkins , nơi đang dẫn đầu dự án cho NASA. "Nó khoảng 3.600 feet (1.100 mét) từ trung tâm của Didymos đến trung tâm của Dimorphos và có lẽ nó chưa đầy 1.968 feet (600 mét) từ bề mặt này đến bề mặt kia. Chúng tôi không muốn bỏ lỡ, và chúng tôi không muốn đụng Didymos. "
Tệ hơn nữa, tàu vũ trụ phải vượt qua mục tiêu đó ở tốc độ cao đến mức có rất ít sai sót - "theo đúng nghĩa đen là một cái chớp mắt", nhà khoa học chương trình DART, Tom Statler , cho biết qua email. Để đạt được độ chính xác cần thiết, tàu vũ trụ sẽ được dẫn đường bởi SMART Nav , một hệ thống dẫn đường hoàn toàn tự động mà không cần đến sự tham gia của con người. Tàu vũ trụ cũng sẽ sử dụng Máy ảnh do thám & Tiểu hành tinh Didymos cho công cụ hình ảnh OpNav, hay còn gọi là DRACO, để xem nó sẽ đi đâu. Statler nói: “Máy ảnh DRACO sẽ có thể nhìn thấy các Dimorphos và phân biệt nó với Didymos trong giờ cuối cùng trước khi va chạm.
Nhưng tất cả đều tốt, vì loại công nghệ đó có thể hữu ích vào một ngày nào đó. Statler nói: “Nếu chúng ta cần thực hiện một tác động động học để ngăn ngừa thảm họa thiên nhiên, chúng ta có thể cần phải thực hiện ở khoảng cách khá xa Trái đất, điều này sẽ khiến việc điều khiển tự hành của tàu vũ trụ trở nên hoàn toàn cần thiết”. "Đó là lý do tại sao chúng tôi muốn chứng minh và xác thực công nghệ này với DART."
2. Các nhà khoa học không thực sự biết điều gì sẽ xảy ra khi DART tấn công tiểu hành tinh
"Bản thân tiểu hành tinh là thứ khó dự đoán nhất. Chúng tôi biết nó là loại vật thể quang phổ nào, điều đó có nghĩa là chúng tôi có một ý tưởng hợp lý về loại vật liệu mà nó được tạo ra", Cristina A. Thomas , trợ lý giáo sư trong lĩnh vực khoa Thiên văn và Khoa học Hành tinh tại Đại học Bắc Arizona, người đã dành nhiều năm để nghiên cứu Dimorphos và sẽ tiếp tục theo dõi nó sau vụ va chạm.
"Didymos tương tự như những gì chúng ta gọi là một thiên thạch chondrite thông thường. Nó là đá, nhưng không phải kim loại. Điều đó giúp chúng ta có một nơi tốt để bắt đầu với suy nghĩ của mình. Chúng ta không biết liệu Dimorphos là một vật thể rắn hay nó là một đống gạch vụn - rất nhiều vật nhỏ hơn được giữ lại với nhau bởi trọng lực. Điều này sẽ thay đổi chính tác động và lượng vật chất bị đẩy ra khỏi miệng núi lửa. Vật chất đó, được gọi là ejecta, có động lượng riêng cung cấp thêm năng lượng cho sự lệch hướng. Hệ số tăng cường này được gọi là ' bản beta. '"
Thomas tiếp tục: “Sự không chắc chắn của giá trị beta cho chúng ta sự không chắc chắn về mức độ chúng ta dự đoán quỹ đạo sẽ thay đổi. "Dimorphos hiện có chu kỳ quỹ đạo xung quanh Didymos khoảng 11 giờ 55 phút. Chúng tôi dự đoán sẽ thay đổi chu kỳ quỹ đạo đó ít nhất 10 phút. Điều đó có vẻ không nhiều, nhưng nếu chúng tôi cố gắng làm chệch hướng thứ gì đó ra khỏi Trái đất, thì sự thay đổi sẽ không cần phải lớn, đặc biệt là nếu chúng tôi làm điều đó từ trước. "
3. DART là nỗ lực đầu tiên của con người để điều chỉnh vũ trụ
DART là một bước đầu tiên trong việc bảo vệ cuộc sống của con người khỏi bị xóa sổ bởi một tảng đá không gian, nhưng nó cũng thay đổi mối quan hệ của nhân loại với vũ trụ. Cho đến thời điểm này, không gian là thứ mà chúng ta quan sát từ xa và thỉnh thoảng gửi những linh hồn dũng cảm đến thăm trong những khoảng thời gian ngắn. Nhưng giờ đây, nó sẽ trở thành thứ mà con người có thể mày mò, giống như chúng ta đã thay đổi hành tinh của chính mình.
"Có lẽ điểm lớn nhất là DART sẽ là nỗ lực đầu tiên của nhân loại nhằm cố tình thay đổi quỹ đạo của một thiên thể trong Hệ Mặt trời", Martin Elvis , nhà vật lý thiên văn tại Trung tâm Vật lý Thiên văn Harvard & Smithsonian và là tác giả của cuốn sách năm 2021 " Asteroids: How Love, Sự sợ hãi và lòng tham sẽ quyết định tương lai của chúng ta trong không gian , "giải thích qua email.
Elvis nói: “Số lượng chúng tôi sẽ thay đổi tốc độ quỹ đạo của Dimorphos, mặt trăng của tiểu hành tinh gần Trái đất Didymos, sẽ chỉ bằng tốc độ của một con ốc sên (theo nghĩa đen) - 4,6 feet (1,4 mét) / giờ. "Tuy nhiên, nó không phải là số không. Kiến trúc của hệ mặt trời sẽ bị thay đổi một cách tinh vi." Anh ấy nói rằng mặc dù điều này không có bất kỳ tầm quan trọng tức thời nào, nhưng nó mang tính biểu tượng. "Có những người sẽ hồi hộp khi bước ra khỏi nhân loại này. Có những người khác sẽ nói," 'Không phải lần nữa. Chúng ta có phải lặp lại những sai lầm về môi trường của chúng ta, chỉ bây giờ ở quy mô lớn hơn nhiều không? '"
4. Ngay cả một tiểu hành tinh nhỏ cũng có thể gây ra nhiều thiệt hại nếu nó đâm vào Trái đất
Các khối nhỏ có thể trông thật tệ hại so với tiểu hành tinh khổng lồ đã quét sạch loài khủng long, có kích thước được ước tính vào khoảng 6 dặm (10 km). Nhưng ngay cả một tiểu hành tinh nhỏ cũng có khả năng gây ra tác hại nghiêm trọng nếu nó đâm vào Trái đất. Johnson lưu ý rằng nó có kích thước gấp 3 lần và có thể gấp 5 lần khối lượng của tiểu hành tinh đã tạo ra miệng núi lửa Barringer ở phía đông Arizona khoảng 50.000 năm trước.
"Nó sẽ tác động với năng lượng ước tính khoảng 10 megaton TNT - lớn hơn bất kỳ quả bom hạt nhân nào - và tạo ra một miệng núi lửa có đường kính vài dặm và sâu 0,4 km", Johnson lưu ý. "Hiệu ứng vụ nổ có thể kéo dài 150 dặm (241 km) theo mọi hướng tính từ địa điểm va chạm." Viễn cảnh của một thảm họa như vậy khiến người ta có thể hình dung được rằng một số nhiệm vụ bảo vệ tiểu hành tinh trong tương lai có thể cần phải nhắm mục tiêu vào một vật thể có kích thước như Dimorphos.
5. DART có thể ảnh hưởng đến các tàu vũ trụ giải cứu Trái đất trong tương lai
Nếu DART hoạt động như kế hoạch, "nó sẽ xác nhận cả kỹ thuật tác động động học cho mục đích bảo vệ hành tinh và công nghệ hiện tại cho phép khả năng của chúng tôi thực hiện lệch hướng", Johnson giải thích. Nhưng điều đó không có nghĩa là NASA sẽ vội vàng chế tạo một tàu vũ trụ có thể thực hiện được kỳ tích tương tự và chuẩn bị sẵn sàng phóng nó ngay từ cái nhìn đầu tiên về một tiểu hành tinh có nguy cơ đâm vào Trái đất.
Johnson nói: “Một vụ va chạm đáng kể với tiểu hành tinh là một thảm họa tự nhiên cực kỳ hiếm gặp và những kỹ thuật nào có thể được sử dụng để làm chệch hướng một hành tinh được phát hiện trước sẽ phụ thuộc rất nhiều vào kịch bản, đặc biệt là vào khoảng thời gian nó được phát hiện trước đó bao nhiêu năm”. "Nhiều thập kỷ có thể trôi qua trước khi tác nhân tác động lớn tiếp theo được phát hiện và chương trình phòng thủ hành tinh của thời điểm đó trong tương lai có thể muốn sử dụng công nghệ tiên tiến hơn có thể sẽ có sẵn vào thời điểm đó."
Mặt khác, "cách DART so sánh với những gì có thể được sử dụng trong trường hợp khẩn cấp thực tế sẽ phụ thuộc một phần vào cách thử nghiệm diễn ra", Rivkin nói. Người bảo vệ hành tinh trong tương lai đó "có thể không khác quá nhiều" so với thiết kế của DART.
Bây giờ điều đó thật thú vị
DART đang được nhắm vào Dimorphos vì sự thay đổi quỹ đạo chậm của nó xung quanh Didymos có thể được quan sát dễ dàng hơn nhiều so với sự thay đổi quỹ đạo của một tiểu hành tinh xung quanh mặt trời, theo bài đăng trên blog của NASA này .
