Với tiểu hành tinh 2005 YU55 đi ngang qua Trái đất ngày hôm qua, điều này khá đáng lo ngại khi gần đó có nhiều người tự hỏi liệu chúng ta có thể chuyển hướng một tiểu hành tinh đang đi đến giao điểm với Trái đất trong quỹ đạo của nó không.
Tất nhiên, khi thiên tai xảy ra, một cuộc tấn công tiểu hành tinh vào Trái đất sẽ vô cùng tồi tệ. Ngay cả những tảng đá không gian tương đối nhỏ cũng có thể quét sạch hàng triệu người khỏi bề mặt hành tinh và đối với các tiểu hành tinh thực sự lớn - giống như vụ gây ra sự kiện Chicxulub cách đây 65 triệu năm - nó không chắc là loài người sẽ sống sót. Tuy nhiên, đối với tất cả sự tàn phá của chúng, các tiểu hành tinh mang đến một tia hy vọng. Một cuộc tấn công tiểu hành tinh là có thể ngăn chặn được, do chúng ta có thời gian để đối phó với nó.
Hôm nay, không có tiểu hành tinh nào được biết đến trong một vụ va chạm với Trái đất, tiến sĩ David Morrison từ Chương trình Vật thể gần Trái đất (NEO) của NASA, trong một báo cáo vài năm trước từ Khảo sát tàu vũ trụ tìm kiếm các vật thể bay gần. Các cuộc khảo sát tàu vũ trụ không mong đợi tìm thấy bất kỳ tiểu hành tinh lớn nào đe dọa trực tiếp chúng ta. Tuy nhiên, nếu một tảng đá như vậy được phát hiện trong quá trình va chạm, thì chúng tôi dự đoán rằng chúng tôi sẽ áp dụng công nghệ thích hợp để làm chệch hướng trước khi nó va chạm. Tác động của tiểu hành tinh là mối nguy hiểm tự nhiên duy nhất mà về nguyên tắc, chúng ta có thể loại bỏ hoàn toàn.
Có một vài cách khác nhau để thay đổi đường quỹ đạo của tiểu hành tinh, nhưng cách nào tốt nhất để làm điều đó?
Đầu tiên, hãy để nói chuyện một chút về những gì chúng tôi đang xử lý. Một gần Trái đất Object là một tiểu hành tinh hoặc sao chổi có quỹ đạo đi vào khu phố của Trái đất - bất cứ điều gì mà quỹ đạo trong vòng 195 triệu kilômét (120 triệu dặm) của vùng lân cận quỹ đạo của Trái đất. Một số vật thể đã đồng hành cùng chúng ta trong hàng triệu năm, len lỏi vào và ra khỏi quỹ đạo của chúng ta. Cuối cùng, một trong những vật thể này sẽ ở sai vị trí không đúng lúc và tác động đến Trái đất.
Các nhà thiên văn học ở khắp mọi nơi nhận thức được vấn đề này và có một số cuộc khảo sát đang được tiến hành để khám phá và lập danh mục tất cả các tiểu hành tinh tiềm năng đi qua Trái đất, như Khảo sát tàu vũ trụ, làm việc để khám phá tất cả các tiểu hành tinh gần Trái đất có đường kính lớn hơn 1 km. Những tảng đá trên kích thước này có khả năng kết thúc nền văn minh như chúng ta biết, vì vậy sẽ rất tốt nếu biết bất kỳ ai trong số họ đang tiến về phía chúng ta.
Nhưng những vật thể nhỏ tới 140 mét sẽ gây ra thiệt hại trong khu vực và thậm chí là cái chết của hàng triệu người nếu xảy ra tấn công một thành phố lớn. Những tảng đá nhỏ hơn là một ưu tiên quá.
Tính đến ngày 03 tháng 11 năm 2011, 8.421 vật thể gần Trái đất đã được phát hiện. Khoảng 830 trong số các NEO này là các tiểu hành tinh có đường kính khoảng 1 km hoặc lớn hơn. Ngoài ra, 1.262 trong số các NEO này đã được phân loại là các tiểu hành tinh có khả năng gây nguy hiểm tiềm tàng để tiếp cận gần Trái đất, với kích thước đủ lớn để gây ra thiệt hại đáng kể trong khu vực khi xảy ra va chạm.
Ngoài ra, các kết quả gần đây từ Nhà khảo sát hồng ngoại trường rộng của NASA, hay tàu vũ trụ WISE - với các cuộc khảo sát khác đã giúp tìm ra khoảng 90% các tiểu hành tinh gần Trái đất lớn nhất - các nhà thiên văn học ước tính có khoảng 19.500 tiểu hành tinh gần Trái đất cỡ trung bình ngoài kia, có nghĩa là phần lớn các tiểu hành tinh cỡ trung này vẫn còn được phát hiện. Đây là những vật thể rộng từ 100 đến 1.000 mét (330 đến 3.300 feet).
Các nhà thiên văn học đang làm việc để tạo ra một danh sách toàn diện về mọi tảng đá không gian nguy hiểm ngoài kia. Điều gì sẽ xảy ra nếu có một tiểu hành tinh có tên của chúng ta trên đó? Chúng ta có thể làm gì để tiếp cận và phá hủy nó, hoặc ít nhất là thay đổi quỹ đạo của nó khỏi sự va chạm với Trái đất?
Chúng tôi không nói về kịch bản Armageddon hay Deep Impact ở đây; Ở đó, không có cách nào để ngăn chặn một tiểu hành tinh mà Vĩ sẽ tác động đến chúng ta chỉ sau vài tháng - chúng tôi không biết cách thức và không có công nghệ. Nhưng hãy để nói rằng chúng tôi đã có một vài thập kỷ cảnh báo.
Làm thế nào chúng ta có thể ngăn chặn nó?
Cựu phi hành gia Apollo Rusty Schweickart đã nói chuyện với Tạp chí Vũ trụ nhiều lần và nhấn mạnh rằng công nghệ cần thiết để chuyển hướng một tiểu hành tinh tồn tại ngày nay. Đó là, chúng ta không cần phải tham gia một chương trình phát triển công nghệ lớn để làm chệch hướng hầu hết các tiểu hành tinh có thể gây ra mối đe dọa về tác động, ông nói. Tuy nhiên, công nghệ đó đã không được kết hợp trong một thiết kế hệ thống và không được xác minh, thử nghiệm hoặc chứng minh rằng nó thực sự có thể làm chệch hướng một tiểu hành tinh. Vì vậy, chúng tôi cần kiểm tra mọi thứ - kiểm tra chính trình tự chúng tôi sẽ sử dụng cho chiến dịch làm lệch hướng.
Cách tốt nhất để kiểm tra nó là yêu cầu NASA, hoặc có lẽ là một tập đoàn của các cơ quan không gian, thực hiện một nhiệm vụ thực tế để kiểm tra toàn bộ hệ thống.
Không phải là một tiểu hành tinh đe dọa tác động, mà Schweickart, Mạnh nói, nhưng với một tiểu hành tinh chỉ quan tâm đến việc kinh doanh của riêng mình, và chúng tôi có cơ hội cho thấy chúng ta có thể thay đổi quỹ đạo của mình một cách có kiểm soát.
Schweickart đã mô tả hai loại chiến dịch làm lệch hướng của người Viking cho một tiểu hành tinh đe dọa: tác động động học đại khái sẽ đẩy tiểu hành tinh vào một quỹ đạo khác (một phiên bản lớn hơn của những gì đã xảy ra với tàu vũ trụ Deep Impact) và một máy kéo trọng lực hoặc kéo không gian sẽ từ từ kéo vào tiểu hành tinh để cắt chính xác quá trình thay đổi kết quả bằng cách sử dụng không gì khác hơn là lực hấp dẫn giữa hai cơ thể. Cả hai phương pháp này bao gồm một chiến dịch làm lệch hoàn toàn, sử dụng công nghệ hiện có.
Một số tùy chọn khác là gì?
Thổi nó lên với hạt nhân
Mỗi câu chuyện Hollywood liên quan đến các tiểu hành tinh luôn liên quan đến việc đóng gói các đầu đạn hạt nhân trên tàu vũ trụ và sau đó bay ra để thổi bay tiểu hành tinh. Kaboom! Vấn đề được giải quyết? Không chính xác. Khoa học trong những bộ phim này là sai lệch ở mức tốt nhất, và có lẽ chỉ đơn giản là sai.
Thêm vào đó, như Schweickart nhấn mạnh, đây có lẽ là một ý tưởng thực sự tồi tệ. Ông tin rằng có vấn đề tạo ra nhiều mảnh đá nhỏ hơn và chết chóc bằng cách thổi tung một tiểu hành tinh lớn (và nó thực sự có thể làm tăng sức hủy diệt của nó.) Nhưng trong một báo cáo do Hội đồng nghiên cứu quốc gia đưa ra năm 2010, các nhà khoa học thừa nhận rằng vụ nổ hạt nhân là phương tiện hiện tại, duy nhất để xử lý các NEO lớn (đường kính lớn hơn 1 km) hoặc là phương án dự phòng cho các vụ nổ nhỏ hơn nếu các phương pháp khác không thành công.
Có thêm một lần bắt pháp lý. Điều IV của Hiệp ước về các nguyên tắc quản lý các hoạt động của các quốc gia trong việc khám phá và sử dụng ngoài vũ trụ, bao gồm cả Mặt trăng và các thiên thể khác cấm các quốc gia sử dụng vũ khí hạt nhân trong không gian. Thuốc nổ thông thường được cho phép, nhưng chúng chỉ có hiệu quả. Nhưng Schweickart lo ngại rằng NASA có thể sẵn sàng thao túng để đưa ra sự phổ biến vũ khí hạt nhân trên không gian dưới vỏ bọc an toàn quốc tế.
* Cập nhật: Điều đó nói rằng, một kế hoạch giảm thiểu khác cũng liên quan đến vũ khí hạt nhân, và được gọi là Ablation hạt nhân. Điều này sẽ liên quan đến việc kích nổ một nuke gần với một tiểu hành tinh và bức xạ làm bốc hơi bề mặt của nó tạo ra lực đẩy nổ và thay đổi vận tốc trong phản ứng.
Trong Báo cáo Hội thảo NEO năm 2007 của họ Phân tích và Đánh giá Chương trình NASA NASA đã xác định rằng cách tiếp cận như vậy sẽ hiệu quả hơn 100 lần so với tác động động học.
Sử dụng một cánh buồm mặt trời
Để có một ý tưởng thanh lịch hơn là thổi bay nó, nhà vật lý học Gregory Matloff đã nghiên cứu khái niệm sử dụng máy đẩy photon mặt trời hai cánh buồm sử dụng năng lượng mặt trời tập trung. Một trong những cánh buồm, một cánh buồm thu thập parabol lớn sẽ liên tục đối mặt với mặt trời và ánh sáng mặt trời phản xạ trực tiếp lên một cánh buồm thứ hai nhỏ hơn, có thể di chuyển được, chiếu tia sáng tập trung vào bề mặt của một tiểu hành tinh. Về lý thuyết, chùm tia sẽ làm bay hơi một khu vực trên bề mặt để tạo ra một luồng vật liệu hoạt động như một hệ thống đẩy để thay đổi quỹ đạo của NEO.
Buộc chúng lên
Trở lại năm 2009 David French, một ứng cử viên tiến sĩ về kỹ thuật hàng không vũ trụ tại Đại học bang North Carolina, đã có ý tưởng gắn ballast vào một tiểu hành tinh bằng một dây buộc. Bằng cách này, người Pháp giải thích, bạn thay đổi khối lượng trung tâm của đối tượng, thay đổi hiệu quả quỹ đạo đối tượng và cho phép nó đi ngang qua Trái đất, thay vì tác động đến nó.
Ong gương
Một kỹ thuật thanh lịch khác cũng sử dụng ánh sáng tập trung để nhẹ nhàng di chuyển một tiểu hành tinh. Dự án này, được tài trợ bởi Hiệp hội hành tinh, được gọi là Ong Gương. Điều này sử dụng nhiều tàu vũ trụ nhỏ - mỗi chiếc mang theo một chiếc gương - xoay quanh một tiểu hành tinh nguy hiểm. Tàu vũ trụ có thể nghiêng chính xác gương của họ để tập trung ánh sáng mặt trời vào một điểm nhỏ trên tiểu hành tinh, làm bốc hơi đá và kim loại, và tạo ra một luồng khí đốt và các mảnh vụn siêu nóng. Ngoài ra, các vệ tinh có thể chứa các tia laser mạnh được bơm bởi ánh sáng mặt trời và các tia laser có thể được sử dụng để làm bay hơi đá. Tiểu hành tinh sẽ trở thành nhiên liệu cho tên lửa của chính nó - và dần dần, tiểu hành tinh sẽ chuyển sang một quỹ đạo mới.
Laser
Một kỹ thuật thú vị khác của Đại học Alabama ở Huntsville sẽ liên quan đến việc đặt một hệ thống laser vào không gian, hoặc tại một căn cứ Mặt trăng trong tương lai. Khi một tiểu hành tinh tiềm năng xuyên Trái đất được phát hiện, tia laser sẽ nhắm vào nó và bắn trong một thời gian dài. Một lượng nhỏ vật liệu sẽ bị đánh bật khỏi bề mặt của tiểu hành tinh, nó sẽ làm chệch hướng quỹ đạo của nó một chút. Trong một khoảng thời gian dài, sự điều chỉnh của tiểu hành tinh sẽ cộng lại, biến một cú đánh trực tiếp thành một cú đánh gần.
Bọc nhựa
Một khái niệm cực kỳ sáng tạo liên quan đến việc sử dụng một vệ tinh để bọc một tiểu hành tinh bằng ruy băng tấm Mylar phản chiếu. Chỉ bao phủ một nửa tiểu hành tinh sẽ thay đổi bề mặt của nó từ mờ sang phản xạ, có thể đủ để cho phép áp suất mặt trời thay đổi quỹ đạo tiểu hành tinh.
Trình điều khiển hàng loạt
Ý tưởng này liên quan đến việc sử dụng nhiều tàu đổ bộ để gặp gỡ và gắn vào một tiểu hành tinh đang đe dọa, khoan vào bề mặt của nó và đẩy một lượng nhỏ vật liệu thiên thạch đi với tốc độ cao bằng cách sử dụng một trình điều khiển khối lượng (súng đường sắt hoặc súng phóng điện từ). Hiệu ứng này, khi được áp dụng trong một vài tuần hoặc vài tháng, cuối cùng sẽ thay đổi vận tốc nhật tâm của tiểu hành tinh mục tiêu và do đó thay đổi cách tiếp cận gần nhất với Trái đất.
Các ý tưởng khác bao gồm gắn một động cơ tên lửa thông thường vào tiểu hành tinh; vẽ một tiểu hành tinh để làm cho nó tối hơn hoặc sáng hơn để nó hấp thụ và tái bức xạ ít nhiều ánh sáng mặt trời, ảnh hưởng đến vòng quay của nó và cuối cùng là quỹ đạo của nó; và một chùm ion che chở.
Phòng thủ dân sự (sơ tán, trú ẩn tại chỗ, cung cấp cơ sở hạ tầng khẩn cấp) là một biện pháp giảm thiểu hiệu quả chi phí để cứu người khỏi các sự kiện tác động NEO nhỏ nhất và cũng là một phần cần thiết để giảm thiểu cho các sự kiện lớn hơn.
Chìa khóa để làm chệch hướng một tiểu hành tinh nguy hiểm là tìm ra chúng sớm để kế hoạch có thể được phát triển. Schweickart cho biết việc đưa ra quyết định về cách giảm thiểu mối đe dọa một khi một tảng đá vũ trụ đang trên đường là quá muộn, và tất cả các quyết định về những gì sẽ được thực hiện, và làm thế nào, cần phải được đưa ra ngay bây giờ. Vấn đề thực sự ở đây là hợp tác quốc tế, vì vậy chúng tôi có thể - theo cách phối hợp - quyết định những việc cần làm và hành động trước khi quá muộn, ông nói. Nếu chúng ta chần chừ và tranh cãi về vấn đề này, chúng ta sẽ tranh luận để vượt qua điểm quá muộn và chúng ta sẽ tấn công.
Để biết thêm thông tin, hãy đọc báo cáo của Hiệp hội các nhà thám hiểm không gian vũ trụ (do Schweickart chủ trì) báo cáo: Các mối đe dọa tiểu hành tinh: Lời kêu gọi đáp ứng toàn cầu.
Báo cáo của Hội đồng nghiên cứu quốc gia: Phòng thủ hành tinh Trái đất: Khảo sát đối tượng gần trái đất và các chiến lược giảm thiểu rủi ro. Báo cáo cuối kỳ.
Fraser Cain đã đóng góp rất nhiều cho bài viết này.
