Thiên thạch và những nguy cơ từ đá trời

Vụ nổ thiên thạch tại Chelyabinsk, Nga hôm 15/2 vừa qua đang gây chấn động làng khoa học vũ trụ thế giới và dấy lên những lo ngại về những vụ nổ tương tự trong tương lai có thể đe dọa sự sống trên Trái đất. Xung quanh câu chuyện về thiên thạch này còn rất nhiều bí ẩn khoa học và công nghệ cũng như những thắc mắc thông thường mà VnReview đã tìm hiểu để phần nào giải đáp giúp bạn.

Thiên thạch được cho là đã rơi xuống và tạo ra hố sâu này trên hồ Chebarkul, cách Chelyabinsk 60km về phía Tây

Thiên thạch là gì?

Theo Wikipedia tiếng Anh, thiên thạch (Meteorite, đọc là: mi-ti-ơ-rai) dùng để chỉ những mảnh vỡ, những tảng chất rắn bay thuộc đủ mọi kích cỡ nằm trong không gian vũ trụ mà có khả năng gây tác động tới bề mặt của Trái đất. Theo Wikipedia tiếng Việt, khi các tảng chất rắn này còn nằm trong không gian thì được gọi là vân thạch (Meteoroid, đọc là: mi-ti-ô-rô-id), còn khi chúng lao vào bầu khí quyển của Trái đất, bị áp suất nén làm nóng lên và bị cháy mất một phần, phần còn lại rơi xuống bề mặt Trái đất thì gọi là vẫn thạch (cũng gọi là Meteorite). Những vệt sáng nhìn thấy được từ một vân thạch khi nó lao vào bầu khí quyển của một hành tinh và vỡ vụn ra thành những mảnh nhỏ sáng rực rơi xuống được gọi là sao băng (meteors) hay mưa sao băng (meteor shower, falling star, shooting star).

Thiên thạch bị cháy rực lên khi rơi vào bầu khí quyển của Trái đất

Hiện nay, từ "thiên thạch" được dùng phổ biến và được dùng chung để gọi cả vân thạch, vẫn thạch và tiểu hành tinh (tiếng Anh: asteroid). Một số từ điển Anh Việt dịch chung lẫn nhau giữa vẫn thạch, vân thạch, thiên thạch cho các từ meteorite, meteor, meteoroid.

Các thiên thạch được hình thành như thế nào?

Theo tài liệu của NASA, chúng chính là những mảnh vỡ được tạo ra khi các các tiểu hành tinh (asteroid) va chạm với nhau trong lúc di chuyển trong vũ trụ, các tiểu hành tinh này cũng là những khối đá nằm rải rác trong vũ trụ sau khi Hệ Mặt trời được hình thành từ khoảng 4,6 tỉ năm trước. Hầu hết các tiểu hành tinh quay quanh Mặt trời trong một vành đai giữa sao Hỏa và sao Mộc và được gọi là vành đai tiểu hành tinh. Các nhà khoa học cho rằng có thể có hàng triệu tiểu hành tinh khác nhau, với kích thước từ hàng trăm km cho đến nhỏ hơn một km. Thỉnh thoảng, đường quỹ đạo của tiểu hành tinh bị ảnh hưởng bởi sức hút trọng lực của các hành tinh (như sao Mộc, sao Thủy…), làm cho đường đi của chúng thay đổi. Khi các tiểu hành tinh va chạm vào nhau, chúng có thể kết hợp lại thành một tiểu hành tinh lớn hơn, hoặc vỡ ra thành những mảnh nhỏ hơn và lại tiếp tục "du hành" trong vũ trụ.

Các thiên thạch cũng có thể được tạo ra từ sao chổi (comet) hay đúng hơn chúng là những mảnh "bụi" của sao chổi. Sao chổi là một thiên thể gần giống một tiểu hành tinh nhưng không cấu tạo nhiều từ đất đá, mà chủ yếu là băng, thường được gọi là "quả bóng tuyết bẩn" vì nó chứa carbonic, mêtan và nước đóng băng lẫn với bụi và các chất khoáng. Đa phần các sao chổi có quỹ đạo elip rất dẹt, cắt ngang quỹ đạo của các hành tinh, do đó có lúc chúng rất gần với Mặt trời nhưng sau đó lại chạy ra rất xa. Các sao chổi xa nhất có thể mất hơn 30 triệu năm để hoàn thành một quỹ đạo, sao chổi quỹ đạo nhỏ hơn có thể mất khoảng 200 năm để quay quanh Mặt trời. Khi ở xa Mặt trời, sao chổi rất lạnh nhưng khi chúng lại gần Mặt trời, bề mặt của chúng sẽ nóng lên và bốc hơi. Các chất khí bốc hơi mang theo những hạt bụi nhỏ và tạo thành một quầng khí và bụi trông giống như một cái đuôi sáng khi nhìn từ Trái đất. Khi ở cự ly đủ gần, sức công phá của tia Mặt trời lên bề mặt sao chổi mạnh mẽ đến độ làm cho vật chất trong sao chổi bùng nổ mãnh liệt và bắn ra xa. Gió mặt trời không đẩy hết đám mây bụi khí này về phía sau nên còn lại cái đuôi này.

Các thiên thạch cũng có thể "tách" ra từ sao chổi

Các thiên thạch có thể là tiểu hành tinh nhỏ hay sao chổi đã chết, với khối lượng từ 10^-10 đến 10⁴ kg và đường kính từ vài μm đến hàng mét. Các hạt thiên thạch nhỏ được gọi là thiên thạch micrô. Các phần vỡ vụn còn lại của các sao chổi già, hết phát sáng vẫn tiếp tục chuyển động theo quỹ đạo elip ban đầu của sao chổi. Chỉ khi quỹ đạo Trái đất giao cắt với các dòng thiên thạch vô hình này, sự tồn tại của chúng mới được phát hiện.

Khi xuyên vào khí quyển Trái Đất, chúng bốc cháy ở độ cao 150 - 120 km gây nên hiện tượng sao băng. Một thiên thạch với kích thước chỉ 30-40 cm tạo ra vùng không khí bốc cháy quanh nó rộng vài trăm mét. Nhiệt độ bề mặt thiên thạch có thể đạt đến 1.600°C khiến nó nóng chảy, biến thành chất khí, bốc hơi nhanh và phát sáng. Thiên thạch phải có khối lượng đủ lớn, khối lượng riêng cao và chuyển động tương đối chậm (vận tốc nhỏ hơn 20 km.s^-1) mới không bị cháy hoàn toàn trong khí quyển.

Các loại thiên thạch và cách nhận biết thiên thạch

Thiên thạch được chia thành 3 loại chính: thiên thạch đá gồm chủ yếu là đá với các khoáng chất silicat; thiên thạch sắt gồm chủ yếu là hợp chất của sắt và nickel; thiên thạch đá-sắt bao gồm cả sắt và đá. Hiện nay, thiên thạch được phân loại thành các nhóm dựa trên thành phần cấu trúc, các hợp chất hóa học và đồng vị, khoáng vật của chúng.

Theo vietsciences1.free.fr, so với đá thường, "đá trời" có lớp vỏ mỏng và những rãnh không khí rất đặc trưng. Khi bay vào bầu khí quyền, thiên thạch cọ sát với không khí nên bề mặt bị nóng lên hàng nghìn độ và chảy thành nước. Sau đó, khi nguội dần, bề mặt nóng chảy này đóng lại thành một lớp vỏ mỏng dày khoảng 1 mm, màu nâu hoặc nâu đen. Trong quá trình lớp vỏ này nguội dần, không khí thổi qua bề mặt nó và để lại những vết hằn rõ, gọi là các rãnh không khí. Nếu thấy tảng đá hay cục sắt nào có các đặc điểm kể trên, thì có thể khẳng định đó là thiên thạch.

Mặt cắt của một thiên thạch (vẫn thạch)

Một số thiên thạch rơi xuống đất lâu ngày, bị mưa nắng phong hóa làm bong mất lớp vỏ cứng, khi đó sẽ khó nhận ra các rãnh không khí. Nhưng vẫn có cách để phân biệt chúng: với cùng thể tích, thiên thạch nặng hơn đá thường rất nhiều, và vì chúng thường chứa một lượng sắt nhất định, có từ tính nên có thể dùng nam châm thử. Ngoài ra, quan sát mặt cắt của thiên thạch đá sẽ thấy nhiều hạt tròn nhỏ, đường kính 1-3 mm. 90% thiên thạch đá đều có những hạt tròn nhỏ như vậy.

Thành phần chủ yếu của thiên thạch sắt là sắt và niken, trong đó sắt chiếm khoảng 90%, niken 4-8%. Lượng niken trong sắt tự nhiên trên trái đất không nhiều như vậy. Nếu mài nhẵn mặt cắt của thiên thạch sắt rồi dùng axit nitric bôi vào, sẽ xuất hiện những vết rỗ rất đặc biệt, giống như các ô hoa. Đó là vì thành phần các chất trong thiên thạch sắt phân bố không đều, chỗ nhiều chỗ ít niken. Chỗ chứa nhiều niken khó bị axit ăn mòn và ngược lại, tạo nên các đường vân. Đây cũng là một cách để nhận biết thiên thạch.

Sự "nguy hiểm" của thiên thạch

Có rất nhiều thiên thạch đang "bay" trong vũ trụ, nhưng hầu hết chúng không có hại với chúng ta vì chúng ở xa Trái đất. Những thiên thạch được xem là những vật thể gần Trái đất khi chúng nằm cách Mặt trời 1,3 đơn vị thiên văn (mỗi đơn vị thiên văn được tính bằng khoảng cách từ Mặt trời tới Trái đất, tương đương với khoảng 150 triệu km). Các vật thể gần Trái đất này sẽ trở nên nguy hiểm khi trong quá trình vận động chúng thay đổi quỹ đạo và quỹ đạo của chúng có xu hướng cắt ngang quỹ đạo Trái đất dẫn tới sự va chạm với Trái đất trong tương lai.

Các thiên thạch cỡ lớn không nguy hiểm bằng các thiên thạch cỡ nhỏ bởi chúng chịu nhiều lực hấp dẫn lớn hơn trong vũ trụ. Đến nay, các nhà khoa học NASA đã phát hiện 95% trong tổng số 980 thiên thạch và tiểu hành tinh to cỡ một quả núi đang bay gần Trái đất và chúng không đe dọa hành tinh của chúng ta trong tương lai gần.

Những thiên thạch hoặc tiểu hành tinh như thế này chưa được phát hiện hết

Tuy nhiên, công nghệ phát hiện thiên thạch hiện nay chưa thể phát hiện ra các thiên thạch cỡ nhỏ (thiên thạch vừa gây vụ nổ ở Nga chỉ có đường kính khoảng 15 - 17 m). NASA ước tính có hơn 1 triệu thiên thạch và tiểu hành tinh đang lang thang gần Trái đất và có khoảng 4.700 thiên thạch có đường kính dưới 100m đang bay gần Trái đất, nhưng các nhà khoa học mới chỉ phát hiện được chưa đến 30% các thiên thể này. Nếu đâm vào hành tinh của chúng ta, mỗi thiên thạch lớn cỡ này có thể hủy diệt toàn bộ sự sống trên diện tích một bang ở Mỹ. Các chuyên gia NASA mới chỉ phát hiện được chưa đến 1% các thiên thạch có đường kính nhỏ hơn 40m. Các kính thiên văn trên Trái đất (chủ yếu ở Bắc bán cầu) rất khó phát hiện được những thiên thạch cỡ nhỏ do chúng quá bé lại bay với tốc độ cao. Kính thiên văn cũng không thể phát hiện được thiên thạch nhỏ rơi xuống mặt đất vào ban ngày.

Trong những tuần trước khi xảy ra trận mưa thiên thạch hôm 15/2, thế giới chỉ tập trung chú ý vào tiểu hành tinh 2012 DA14 được phát hiện cách đây một năm bởi một nhà thiên văn học nghiệp dư. Đúng hôm xảy ra trận mưa thiên thạch tại Nga, tiểu hành tinh này đã đi qua Trái đất ở phạm vi rất gần (27.681km). Thiên thạch Chelyabinsk chưa được phát hiện trước đó.

Đáng lo ngại nhất là khi một vụ rơi thiên thạch có thể xảy ra ở khu vực bất ổn chính trị hoặc giữa hai nước đang đứng bên bờ vực chiến tranh bởi rất dễ nhầm đó là một vụ tấn công tên lửa.

Tại sao thiên thạch thường rơi xuống biển hay sa mạc?

Trên thực tế, thiên thạch có thể rơi xuống bất cứ nơi nào trên trái đất và đa số các mảnh thiên thạch rất nhỏ đến nỗi những vụ nổ do chúng gây ra không gây chú ý hoặc bị lầm lẫn với các vụ nổ khác và lẫn với ánh sáng của các loại đèn trong đô thị. Các cú rơi của thiên thạch vào ban ngày lại càng khó phát hiện bởi tiếng ồn đô thị cũng như ánh sáng chói lòa của mặt trời ban ngày. Nếu chẳng may có một viên đá trời rơi xuống và làm vỡ cửa kính nhà bạn, nhiều khả năng bạn sẽ nghĩ tới trò nghịch của bọn trẻ con hay trò chơi xấu của gã hàng xóm, chứ ít ai nghĩ đó là hậu quả của một vụ nổ nho nhỏ từ không gian.

Trái đất của chúng ta có 3/4 diện tích là biển nên hiếm ai có cơ hội chứng kiến thiên thạch rơi trên biển và chúng cũng nhanh chóng biến vào lòng biển sâu. Trên 1/4 diện tích mặt đất còn lại cũng có rất nhiều khu vực không có người ở như rừng, đồi núi, sa mạc…, cho nên dễ hiểu vì sao thiên thạch thường được tìm thấy ở những nơi đó. Các mảnh thiên thạch (hay vẫn thạch) được tìm thấy nhiều trên các sa mạc, đơn giản là bởi vì nơi đây hầu như không có sự sống và các viên đá trời không bị che lấp bởi nhà cửa, cây trồng, bãi cỏ…, và chúng cũng không bị nghiền nát hoặc di chuyển bởi con người và các phương tiện hiện đại. Michael Farmer, một người săn tìm thiên thạch chuyên nghiệp vừa trả lời phỏng vấn trên tờ National Geographic News cho biết, ông đã đi tới khoảng 70 nước trên thế giới để săn tìm thiên thạch trong đó có hàng chục chuyến đi tới các nước châu Phi nơi tìm kiếm thiên thạch dễ hơn và hầu hết chúng vẫn giữ được nguyên trạng như khi rơi xuống mặt đất. Thiên thạch thường được phát hiện tại các nước như Mỹ, Nga cũng bởi vì đây là những nước có diện tích lớn nhất nhì thế giới.

Chỉ có các vụ nổ thiên thạch lớn mới được phát hiện và ghi nhận, tuy nhiên thông tin về chúng cũng rất ít do trước đây con người chưa có các phương tiện hiện đại để lưu giữ lại những gì họ chứng kiến. Vụ nổ thiên thạch lớn từng được ghi nhận đã xảy ra ở vùng Siberia của Nga năm 1908 (cách đây hơn 100 năm) san bằng 2.137km2 diện tích rừng nhưng hình ảnh của vụ nổ này hầu như không có. Trong khi đó, với sự phát triển của các loại máy ảnh, máy quay, điện thoại thông minh, camera an ninh, camera theo dõi hành trình trên ô tô…, chúng ta đang có hàng trăm clip và hình ảnh ghi lại sự kiện Chelyabinsk và nhờ sự phát triển của truyền thông, thông tin về vụ nổ gần như lập tức lan ra toàn thế giới.

Video tổng hợp một số đoạn video quay được lúc vụ nổ thiên thạch diễn ra tại Chelyabinsk, Nga

Vụ nổ thiên thạch tại Chelyabinsk vừa rồi cũng là một trường hợp hy hữu khi nó xảy ra ở một khu vực cũng khá gần khu dân cư và vào ban ngày. Điểm tiếp đất của thiên thạch là một hồ băng không có người ở, nhưng những xung chấn mạnh mẽ của nó đã khiến nhà cửa, xe cộ ở các khu dân cư gần đó bị vỡ cửa kính và do đó làm bị thương hàng nghìn người. Các nhà khoa học gọi đây là một vụ nổ siêu âm (sonic boom): âm thanh lớn khủng khiếp gây ra bởi các sóng áp lực kết hợp trong khí quyển khi một vật thể di chuyển nhanh hơn tốc độ của âm thanh (ở độ cao ngang mực nước biển và ở nhiệt độ 20 độ C, âm thanh có tốc độ 340 m/s). Do thiên thạch di chuyển với vận tốc siêu âm, các sóng âm thanh vốn di chuyển theo tốc độ âm thanh không thể theo kịp sẽ bị nén lại thành một sóng duy nhất, và khi bạn nghe được tiếng nổ lớn trên mặt đất thì sóng âm đó có đủ sức mạnh để phá vỡ các cửa kính, gây choáng váng cho những người xung quanh.

Có nên lo lắng về những vụ nổ tương tự?

Nói chung bạn không phải lo lắng quá về những hiểm họa do đá trời gây ra. Những cú rơi nho nhỏ hầu như không được nhận thấy, trừ khi viên đá trời rơi trúng đầu bạn, còn những vụ nổ lớn như ở Chelyabinsk thì có thể nói là hy hữu, hàng trăm năm mới xảy ra một lần.

Theo NASA, bầu khí quyển của Trái đất bảo vệ chúng ta khỏi vô số mảnh thiên thạch nhỏ có kích thước bằng hạt cát hay sỏi. Những sao băng quan sát được trên bầu trời hàng đêm là những bằng chứng cho thấy các mảnh thiên thạch nhỏ này bị đốt cháy trong khí quyển. Trên thực tế, những mảnh thiên thạch đá có đường kính khoảng 10 m đều bị phá hủy gần hết và chỉ có một số ít mảnh vụn chưa cháy hết của chúng rơi xuống mặt đất. Các thiên thạch sắt thì có tỉ lệ rơi xuống mặt đất nhiều hơn và cũng có sức tàn phá lớn hơn. Tuy nhiên, cho đến nay chưa có ai bị chết vì thiên thạch rơi cả.

Thiên thạch có thể rơi xuống bất cứ nơi đâu trên Trái đất, các cú rơi của thiên thạch mà con người chứng kiến được gọi là fall, còn các thiên thạch tìm thấy được thì gọi là find. Chẳng hạn, theo tài liệu của NASA, ngày 9/10/1992, một quả cầu lửa được nhìn thấy bay trên bầu trời từ Kentucky đến New York. Một viên đá trời nặng 12 kg rơi từ một quả cầu lửa xuống Peekskill, New York và làm thủng một lỗ ở đuôi một chiếc xe hơi đậu trên đường. Hai cú rơi khác nhắm vào một phòng ăn ở Connecticut và một phòng ngủ ở Alabama. Ví dụ duy nhất về một cú rơi của thiên thạch sắt có kích thước khoảng 10m được ghi lại thời gian gần đây diễn ra ở dãy núi Sikhote-Alin vùng Đông Siberia vào ngày 12/2/1947: khoảng 150 tấn các mảnh vỡ rơi xuống mặt đất, mảnh còn nguyên vẹn lớn nhất có trọng lượng 3,839 kg. Các mảnh vỡ bao phủ một diện tích khoảng 1x2 km (0,6 x 1,2 km), trong đó có 102 miệng núi lửa có đường kính lớn hơn 1m, lớn nhất 26,5m và khoảng hơn 100 miệng núi lửa nhỏ hơn. Nếu thiên thạch sắt nhỏ này đã hạ cánh xuống một thành phố, rõ ràng hậu quả sẽ khá tàn khốc. Một sự kiện như vậy xảy ra khoảng một lần trong mỗi thập kỷ ở một nơi nào đó trên trái đất, nhưng hầu hết trong số đó không được ghi lại do xảy ra trên biển hoặc ở một vùng hẻo lánh như Nam Cực.

Cũng theo NASA, các thiên thạch kích cỡ trên 10 m mới thực sự đáng lo ngại. Sự kiện năm 1908 tại Tunguska (Nga) là một thiên thạch đá thuộc loại dưới 100 m. Miệng núi lửa do sao băng gây ra nổi tiếng ở miền bắc Arizona có đường kính khoảng 1219 m và sâu 183 m, được tạo ra 50.000 năm trước đây bởi một thiên thạch nickel-sắt có đường kính khoảng 60 m. Nó có thể sống sót gần như nguyên vẹn cho đến khi rơi xuống mặt đất, bị nghiền thành bột và bốc hơi phần lớn năng lượng khi động lực của nó có thể gây ra một vụ nổ tương đương với khoảng 15 triệu tấn TNT! Những cú rơi của các thiên thạch như vậy xảy ra một hoặc hai lần mỗi 1000 năm.

Những cú rơi lớn hơn được phỏng đoán qua các nghiên cứu khoáng vật và đất đá. Crater Ries ở Bavaria là một lưu vực màu mỡ rộng khoảng 25 km với thành phố Nordlingen ở giữa. Mười lăm triệu năm trước, một tiểu hành tinh hoặc sao chổi có kích cỡ 1500 m đã tiếp đất và làm bật tung lên hơn một nghìn tỷ tấn vật chất và phân tán trên khắp châu Âu. Những vụ nổ loại này xảy ra khoảng một lần mỗi triệu năm…

Những vụ nổ thiên thạch lớn ở những vị trí đông dân cư sẽ là một thảm họa, nhưng nó sẽ không đe dọa nền văn minh. Tuy nhiên, những tác động bởi một tiểu hành tinh lớn hơn 1-2 km có thể làm suy giảm khí hậu toàn cầu, dẫn đến mất mùa trên diện rộng và thiệt hại về người. Những thảm họa môi trường toàn cầu như vậy sẽ tác động tới toàn bộ dân số của Trái đất, và sẽ xảy ra vài lần trong mỗi triệu năm.

Các thiên thạch có kích thước trên 5 km sẽ đủ để gây ra tuyệt chủng hàng loạt. Ngoài ra còn có các sao chổi loại 1-10 km, 15 sao chổi trong số đó có quỹ đạo ngắn và đi qua quỹ đạo Trái đất, và một số lượng không rõ của sao chổi có quỹ đạo dài. Các sao chổi có quỹ đạo ngắn hiện sẽ không đến gần Trái đất nhưng sẽ trở nên nguy hiểm sau khi nó đến gần sao Mộc (Jupiter).

Tất cả những điều này nghe thật đáng sợ. Tuy nhiên, như đã đề cập ở trên, trong khoảng 1000 năm qua chưa có con người nào chết bởi thiên thạch hoặc tác động của một vụ nổ. Sác xuất để một cá nhân bị chết bởi thiên thạch là rất nhỏ, nhưng nguy cơ tăng lên cùng với quy mô ảnh hưởng của các sao chổi hoặc tiểu hành tinh, với những nguy cơ lớn nhất liên quan đến thảm họa toàn cầu do tác động của các vật thể lớn hơn 1 km. Các nhà khoa học hiện nay mới chỉ tập trung tìm kiếm những tảng thiên thạch cỡ lớn, nhưng sau vụ Chelyabinsk, các đầu tư cho công nghệ tìm kiếm và phòng thủ thiên thạch chắc chắn sẽ nhiều hơn và mạnh mẽ hơn, chúng ta có đủ thời gian để chờ đợi.

Các công nghệ phát hiện và phá hủy thiên thạch

Bắt đầu từ những năm 1980 và 1990, các nhà thiên văn đã sử dụng kính viễn vọng hướng lên bầu trời để tìm kiếm các thiên thạch có khả năng giết người. Các kính viễn vọng của NASA hiện được đặt chủ yếu Tây Nam Mỹ và ở Hawaii, góp phần phát hiện hơn 95% các vật thể bay gần Trái đất mà nhân loại ghi nhận được cho tới nay.

Giới khoa học Mỹ đã vận động rất mạnh để chính phủ Mỹ bỏ tiền xây dựng một kính viễn vọng mạnh có khả năng bay vòng quanh quỹ đạo của Mặt trời và từ đây nhìn sâu vào Thái dương hệ, phát hiện các khối thiên thạch lớn. Kính viễn vọng mang tên Sentinel đang được triển khai để có thể tìm được 90% các thiên thạch có đường kính từ 120 m trở lên. Tháng 10 năm ngoái, Quỹ B612 (một tổ chức phi lợi nhuận về phát triển kính viễn vọng nghiên cứu thiên văn) đã ký hợp đồng với công ty Ball Aerospace để tạo ra các cảm biến thử nghiệm cho Sentinel. Kính viễn vọng không gian này sẽ được phóng lên vào năm 2017 hay 2018.

Mô hình kính viễn vọng Sentinel

Một số kế hoạch táo bạo khác là đổ bộ lên thiên thạch để tìm hiểu, trong đó có công ty Planetary Resources đã công bố kế hoạch khai khoáng trên các thiên thạch bay gần với Trái đất, trong đó có sự tham gia đầu tư của hai nhà sáng lập Google là Larry Page và Eric Schmidt. NASA cũng đang chuẩn bị cho một nhiệm vụ phóng tàu vũ trụ tới thiên thạch trong năm 2016 và tới năm 2033 nó sẽ trở lại Trái đất, mang theo các mẫu thử lấy từ thiên thạch, phục vụ việc phân tích chi tiết.

Có nhiều cách đối phó với thiên thạch, nhưng những phương pháp này đều chia thành 2 nhóm chính: làm chệch hướng hoặc phá hủy thiên thạch.

Hầu hết các nhà khoa học đều cho rằng biện pháp tốt nhất để đối phó với thiên thạch là làm chệch hướng đi của nó. Việc phá hủy thiên thạch thành các mảnh nhỏ không phải lúc nào cũng hiệu quả vì những mảnh vỡ đâm vào Trái Đất với vận tốc cao vẫn có thể có sức công phá lớn. Theo tổng hợp của bee.net.vn, có một số cách sau để chống lại thiên thạch:

Một là, dùng tên lửa gắn đầu đạn hạt nhân. Từ năm 2007, NASA đã nghiên cứu phát triển một tàu vũ trụ mang tên lửa gắn đầu đạn hạt nhân dài 8,9 mét, mang 6 tên lửa mỗi cái nặng 1500 kg gắn một đầu đạn hạt nhân 1,2 megaton. Trước năm 2020, phương án này có thể đối phó các thiên thạch có đường kính 100 - 500 m trước 2 năm xảy ra va chạm; còn với kích thước lớn hơn sẽ cần trên 5 năm. Trước mắt, phương án này có thể dùng đối phó tiểu hành tinh Apophis vào tháng 4/2029 dự kiến sẽ tạt ngang Trái Đất và sác suất va chạm với Trái đất vào năm 2036 là 1/250.000.

Hai là, tàu không người lái. Nguyên tắc của phương án này là cho tàu vũ trụ tự vận hành đâm vào thiên thạch, làm chệch hướng đi của nó. Mục tiêu cũng nhắm vào Apophis. Dự kiến sẽ có hai tàu vũ trụ được phóng tới tiểu hành tinh này. Còn tàu thứ nhất sẽ đâm vào nó; còn tàu thứ hai tới trước, bay quanh Apophis trong vài tháng để thu được những số liệu trước và sau vụ va chạm, từ đó nghiên cứu sự thay đổi quỹ đạo của tiểu hành tinh này.

Các nhà khoa học dự định dùng tàu vũ trụ không người lái để làm chệch hướng tiểu hành tinh Apophis

Ba là, "máy kéo trọng lực". Nếu phát hiện sớm một thiên thạch sắp đâm vào Trái Đất, sẽ phóng một con tàu thăm dò lên và cho bay cùng với nó. Con tàu và thiên thạch, khi đi song song với nhau, sẽ hút nhau và kết quả là, qua vài tháng hoặc vài năm, thiên thạch sẽ thay đổi quỹ đạo tránh nguy cơ va chạm Trái đất.

Phương pháp này đã từng được sử dụng. Năm 2005, tàu thăm dò của Nhật Bản Hayabusa đã làm bật ra một số mảnh của tiểu hành tinh Itokawa và gửi mẫu về Trái Đất phân tích. Nhiều tàu thăm dò đã tiếp cận các thiên thạch trong vũ trụ và hiện nay đang có trách nhiệm giám sát thiên thạch "khủng" Vesta.

Bốn là, dùng năng lượng mặt trời. Một loạt con tàu mini chở theo các tấm gương lớn được phóng lên và cho tiếp cận thiên thạch nguy hiểm. Các tấm gương có nhiệm vụ phản chiếu ánh sáng mặt trời vào một điểm nhất định của thiên thạch. Dần dần, nhiệt lượng tăng lên sẽ làm bốc hơi một số chất trên bề mặt thiên thạch và tạo thành luồng khí đẩy nó chệch khỏi quỹ đạo ban đầu. Phương pháp này đòi hỏi tàu vũ trụ phải được trang bị hệ thống thấu kính khổng lồ và kính phóng đại gần Trái Đất. Hơn nữa, tàu vũ trụ phải được phóng chính xác theo hướng Mặt trời mới có tác dụng. Hy vọng phương án sẽ sớm hoàn thành trong vòng khoảng 5 năm tới.

Năm là, robot phá đá. Một loại robot mới có tên MADMEN hoạt động bằng năng lượng hạt nhân đã được nghiên cứu. Robot kèm theo một chiếc máy lăng đá. Máy này có chức năng làm bật tung các mẩu đá đã được khoan từ thiên thạch rồi quăng vào không trung. Một phản lực tác dụng ngược chiều lên robot cũng như thiên thạch và làm cho thiên thạch dần dần đổi hướng.

Dự kiến robot MADMEN có trọng lượng chừng 1 tấn, cao 11 mét, được phóng lên thiên thạch bằng tên lửa. Năng suất hoạt động của máy lăng đá là 1 lần/phút, nên các nhà thiết kế cho biết cần phải có nhiều robot phái lên thiên thạch mới thực hiện được việc làm chệch hướng một thiên thạch có trọng lượng không nhỏ. Dự án được Viện nghiên cứu NIAC của NASA hết sức ủng hộ nhưng các nhà khoa học sẽ phải tiến hành thêm nhiều nghiên cứu, do thời gian phá đá kéo dài hàng năm đòi hỏi độ chính xác cao trong kỹ thuật. Ngoài ra, cần xây dựng một trạm năng lượng hạt nhân trên vũ trụ để cung cấp cho robot.

Tại sao hệ thống radar của Nga không phát hiện được thiên thạch Chelyabinsk?

Là một cường quốc hạt nhân với hệ thống radar tối tân, Nga đã không phát hiện được tảng thiên thạch "cỡ nhỏ" 15 m vừa rơi xuống Chelyabinsk. Các chuyên gia thuộc Dự án Các lực lượng Hạt nhân Nga đã nỗ lực giải thích bằng cách công bố hình ảnh cho thấy tầm bao phủ của các hệ thống radar của Nga, kết luận rằng các radar không bao giờ có cơ hội phát hiện ra các "tổ hợp bom nguyên tử" lao xuống từ vũ trụ, đơn giản vì chúng không phải là tên lửa liên lục địa (ICBM).

Hệ thống radar không quan tâm đến độ cong của bề mặt Trái đất, mà thay vào đó chỉ quét theo dạng hình quạt. Và trong trường hợp này, thiên thạch "qua mặt" được cả radar Pechora, Don-2N và cả Dnepr. Nhiệm vụ của các radar cảnh báo tên lửa là chỉ tập trung tìm kiếm dải không gian hẹp phía trên đường chân trời, nơi một ICBM có thể xuất hiện nếu nó được phóng đi, chứ không phải là các vùng không gian khác.

Do vậy, các hệ thống radar của Nga vẫn hoạt động hoàn hảo, nhưng chúng chỉ tập trung vào sứ mệnh được giao phó ban đầu và không quan tâm đến bất cứ thứ gì khác ngoài ICBM.

Kết luận

Trong bài viết tổng hợp khá dài này, VnReview mong muốn cung cấp tới bạn đọc những thông tin đầy đủ nhất và xác thực nhất về thiên thạch và những nguy cơ có thể xảy ra khi các tảng đá trời lọt qua khí quyển và rơi xuống Trái đất. Những nguy cơ là có thật nhưng không đáng phải lo ngại. Những cơn mưa sao băng vẫn là những cảnh tượng ngoạn mục mà nhiều người ước ao được trông thấy.

Hàng trăm nhà khoa học đang tới nước Nga để tìm kiếm những bằng chứng về sự hình thành và vận động của vũ trụ, và cả những người săn thiên thạch đến để tìm vận may. Chưa có bằng chứng về những tác động hữu ích với sức khỏe con người của thiên thạch, nhưng thiên thạch vẫn có giá trị nghiên cứu và sưu tầm nên hoạt động kinh doanh đá trời đang phát triển khá mạnh. Ở Chelyabinsk người ta đang nhộn nhịp mua bán các mẩu vụn của thiên thạch, chẳng còn để ý rằng họ vừa may mắn thoát khỏi một thảm họa.

Ngọc Mai