NASA đang phát triển một cái kính viễn vọng có khả năng cứu sống nhân loại

Công việc của các nhà thiên văn học mang nặng tính tương đối: họ đang nghiên cứu những thứ ánh sáng có niên đại cả triệu năm tuổi, ngắm sao để quan sát những sự kiện xảy ra cả triệu năm trước, bằng những thứ công cụ mất cả chục năm để phát triển và xây dựng. Nhưng liệu họ có thể sớm cảnh báo Trái Đất nếu như đại họa xảy ra không nhỉ?

Đó là lý do tại sao ta cần đẩy nhanh tốc độ ngắm sao, để ngay lập tức biết được chuyện gì xảy ra trong tương lai gần. NASA đang phát triển và dự kiến phóng NEOCam, một kính viễn vọng hồng ngoại sinh ra với chỉ một mục tiêu: quan sát và phát hiện những vật thể gần Trái Đất.

Ảnh phác họa NEOCam đang bay trong Vũ trụ.

Mối đe dọa tới sự sống còn của nhân loại có thể là tiểu hành tinh, thiên thạch nhỏ hay bất cứ thứ gì bay quanh quỹ đạo Mặt Trời và có khả năng va chạm với Trái Đất. Trong Vũ trụ vô tận, không ít những vật thể bay lung tung có khả năng xóa sổ hoàn toàn nền văn minh đang hiện hữu trên Trái Đất, bạn cứ nhìn vào loài khủng long thì rõ.

Những điều vừa nêu không phải là suy đoán, một vụ va chạm với thiên thạch là điều khó tránh khỏi và ta cần quan sát kỹ những gì đang xảy ra, đề ra phương án đối phó nhanh nhất có thể.

“Câu hỏi đặt ra là, khi nào một vụ va chạm sẽ diễn ra, với quy mô đủ lớn để ảnh hưởng được tới con người và địa chất?”, Amy Mainzer, một nhà khoa học thuộc Phòng thí nghiệm Tên lửa Đẩy tại Caltech và một trong những người tham gia dự án NEOCam, phát biểu.

Chính phủ Hoa Kỳ không để ngoài tai những lời cảnh báo này. NASA đã hoàn thiện một danh sách những tiểu hành tinh gần Trái Đất có đường kính lớn hơn 1km; Quốc hội Hoa Kỳ yêu cầu NASA phải liệt kê được 90% vật thể có đường kính lớn hơn 140 mét, nhằm chuẩn bị cho trường hợp không may.

Để nêu lên ví dụ về một viên thiên thạch: vụ va chạm năm 1908 là một trong những sự kiện được điều tra kỹ càng nhất ta từng có, diễn ra tại khu vực Tunguska của Nga. Theo phân tích, các nhà khoa học cho rằng một thiên thạch đường kính khoảng 60 tới 190 mét đã khiến một cánh rừng rộng 2.000km² bị san phẳng.

Đây là vụ va chạm thiên thạch khủng khiếp nhất trong lịch sử loài người hiện đại.

Chính phủ Mỹ yêu cầu NASA hoàn thành “danh sách đen” trước 2020 nhưng có vẻ không khả thi. Tháng Sáu năm 2018, Lindley Johnson thuộc ban phòng vệ hành tinh (chức danh quá oai) công bố: NASA phát hiện khoảng 18.000 vật thể có tiềm năng gây nguy hiểm ngoài vũ trụ. Tuy vậy, các nhà khoa học ước tính số lượng vật thể nguy hiểm chưa phát hiện được phải gấp đôi con số 8.000.

Lấy ví dụ cho thấy ta bất lực trước những thiên thể khổng lồ, Johnson nói rằng nếu một trong những vật thể kia có khả năng va vào Trái Đất, thì với công nghệ hiện tại, ta cần phải được cảnh báo trước 10 năm để có thể làm gì đó. Vẫn chưa có kế hoạch cụ thể nhằm hoàn thiện “deadline”chính phủ Mỹ đặt ra, NASA nói họ vẫn đang chờ Học viện Khoa học Quốc gia (NAS) giúp sức hoàn thành phương pháp xác định vật thể gần Trái Đất.

Dự kiến kết quả nghiên cứu sẽ xuất hiện trong nửa đầu năm nay; ngay sau đó, NASA sẽ đưa quyết định cuối cùng về hệ thống NEOCam.

“Tôi không mất ngủ khi nghĩ về vụ va chạm giữa Trái Đất và một thiên thể chưa xác định, bởi lẽ tỷ lệ xảy ra là rất thấp, tuy nhiên vẫn có tỷ lệ nó có thể diễn ra”, nhà khoa học hành tinh tại Viện Công nghệ Massachusetts, Richard Binzel cho hay. “Chúng ta có khả năng, có trách nhiệm phải biết ngoài kia có những thứ gì. Và về cơ bản, hệ thống NEOCam đã sẵn sàng đi vào hoạt động rồi”.

Cảm biến sẽ được gắn lên NEOCam.

Còn một hệ thống tàu thăm dò khác có tên IMAP sẽ lên không vào năm 2024, mang theo công cụ nghiên cứu gió Mặt Trời; quỹ đạo của IMAP phù hợp với quỹ đạo dự kiến của NEOCam, mà tàu đưa IMAP lên không vẫn còn chỗ trống, nên nhiều khả năng hai hệ thống sẽ cùng lên không một lúc. Thế nhưng NEOCam phải sớm được hoàn thành để có thể “đi ké” được tàu đưa IMAP lên quỹ đạo.

Ngoài NEOCam, còn một hệ thống khác có khả năng phát hiện vật thể gần Trái Đất, đó là Kính viễn vọng Lớn Khảo sát Khái quát - Large Synoptic Telescope (LSST). Đây là dự án được đầu tư bởi Quỹ Khoa học Quốc gia, mục tiêu là đặt một tấm gương có kích cỡ của một sân tennis trên một ngọn núi ở Chile. Dự kiến vào năm 2023, LSST sẽ bắt đầu quá trình khảo sát bầu trời kéo dài 10 năm. Các nhà khoa học mong muốn nó sẽ thu thập đủ dữ liệu để tìm ra được 75% vật thể gần Trái Đất có đường kính 140 mét trở lên.

Tuy nhiên, để phát hiện được 90% vật thể gần Trái Đất, theo đúng yêu cầu của Quốc hội Hoa Kỳ, ta cần tới những thiết bị quan sát hồng ngoại, và đó lại chính là chuyên môn của NEOCam. Những thiết bị quan sát hồng ngoại làm được điều mà những kính viễn vọng mặt đất không làm được: ước tính kích cỡ của thiên thể. NEOCam sẽ là trợ thủ đắc lực trong suốt quá trình LSST vận hành.

Phác họa LSST.

“Tôi nghĩ chúng ta bỏ qua sự thật rằng giai đoạn đầu của dự án LSST sẽ rất hỗn tạp, đó là khi ta bắt đầu thấy mọi thứ bay lung tung ngoài kia”, nhà nghiên cứu Binzel nói. “Hàng tuần, vật thể với đường kính 10 mét bay qua quỹ đạo Mặt Trăng, rồi ta sẽ bắt đầu thấy những vật thể này xuất hiện ngày một nhiều và biết rõ chúng bay gần ta tới mức nào”.

LSST sẽ chỉ phát hiện được các vật thể lại gần quỹ đạo Trái Đất, nhưng phải nhờ tới NEOCam để phân loại được đâu là thiên thể đủ lớn, đâu là “sỏi” Vũ trụ bay qua bầu trời và đâu là thiên thể có khả năng xóa sổ nhân loại.

Một trong những đề xuất đáng chú ý cho dự án NEOCam là nghiên cứu của Nathan Myhrvold, một nhà vật lý học và cựu chuyên viên của Microsoft. Ông xuất bản nghiên cứu chỉ ra rằng dữ liệu về các vật thể gần Trái Đất NASA thu thập được vẫn thiếu sót nhiều, một phần là vì nguồn dữ liệu - kính viễn vọng NEOWISE - không được thiết kế để phát hiện các thiên thể trong Vũ trụ.

Mọi vật thể gần Trái Đất được ghi lại trong khoảng thời gian từ 1998 tới 2018. Hiện tại, ta đã biết tới hơn 18.000 vật thể như vậy và tỷ lệ phát hiện mới là 40 vật thể/tuần.

Amy Mainzer, bản thân cũng góp mặt trong dự án NEOWISE, phản bác rằng nghiên cứu của Myhrvold đã sai, rằng những dữ liệu thiên thể thu được đều được xác nhận bởi dữ liệu độc lập từ nguồn khác và từ các mô hình giả lập từ các nhà nghiên cứu độc lập. Bên cạnh đó, NEOCam được tối ưu hóa để phát hiện vật thể gần Trái Đất, với những con chip tái dựng hình ảnh tiên tiến, có khả năng chụp hình độ phân giải cao và làm việc trong môi trường cực lạnh của Vũ trụ.

NEOCam sẽ vận hành được trong một thời gian rất dài.

Bên cạnh mục tiêu “bảo vệ Trái Đất”, việc thu thập dữ liệu thiên thể Vũ trụ còn phục vụ được những mục đích khác, đơn cử như chuẩn bị cho các sứ mệnh tương lai. Đây đó đã có công ty tính tới chuyện khai khoáng trên thiên thể. Theo một bản khảo sát được công bố năm ngoái, phần lớn người Mỹ nghĩ rằng NASA nên dành nhiều thời gian cho nghiên cứu thiên thể, hơn là việc đưa người lên Sao Hỏa.