Một nghiên cứu mới đã chứng minh được rằng bức xạ từ một vụ nổ nguyên tử có thể làm chệch hướng thiên thạch. (Nguồn: pixabay.com)
Trước hết, chúng ta sẽ bắt đầu với một tin tốt là: nếu có một thiên thạch, kích thước lớn đủ để hủy diệt cả một thành phố, đang lao về phía Địa cầu, và chúng ta có nhiều năm để chuẩn bị, các khoa học gia đã có cách để ngăn chặn thảm họa này. Sứ mệnh DART của NASA đã chứng minh rằng chúng ta có thể sử dụng phi thuyền để đẩy các thiên thạch ra khỏi tầm nguy hiểm, tránh xảy ra va chạm với Địa cầu.
Nhưng tin xấu là: cách này không phải lúc nào cũng hiệu quả. Vậy thì chúng ta phải làm sao?
Đối với những thiên thạch lớn hoặc nhỏ nhưng được phát hiện quá trễ, thì đầu đạn nguyên tử – công cụ thường được tạo ra để làm vũ khí hủy diệt hàng loạt – có thể sẽ trở thành cứu tinh. Một nghiên cứu mới cho thấy việc sử dụng tia X từ vụ nổ nguyên tử có thể đẩy lùi ngay cả những thiên thạch khổng lồ đe dọa sự sống và nền văn minh trên Địa cầu.
Trong nghiên cứu mới được công bố trên tạp chí Nature Physics, các khoa học gia đã đặt các mẫu vật giả làm thiên thạch vào một cỗ máy và bắn các tia bức xạ mạnh vào. Ngay tức thì, lớp bề mặt của các mẫu vật này bị bốc hơi, tạo ra các luồng khí mạnh đẩy mục tiêu bay ngược lại, giống như lực đẩy của hỏa tiễn.
Thử nghiệm này không hoàn toàn tái hiện chính xác sứ mệnh làm lệch hướng bay của thiên thạch bằng vụ nổ nguyên tử ngoài không gian. Tuy nhiên, mô hình thu nhỏ là một cách hay để thử nghiệm kỹ thuật này mà không cần phải thực hiện một vụ nổ nguyên tử thực sự trong không gian. Angela Stickle, một nhà vật lý của Đại học Johns Hopkins ở Maryland, cho biết: “Đây là một bước phát triển đầy hứa hẹn.”
Cách làm chệch hướng thiên thạch
Nếu các nhà thiên văn học phát hiện một thiên thạch khổng lồ đang tiến về phía Địa cầu, và chúng ta có ít nhất một thập niên để chuẩn bị, chúng ta có thể sử dụng phi thuyền để tác động vào nó, giống như cách mà sứ mệnh DART đã thực hiện. Năm 2022, NASA đã điều khiển một phi thuyền không người lái đâm vào Dimorphos, thiên thạch có đường kính khoảng 170 mét, với tốc độ 22,530 km/h. Kết quả là quỹ đạo của Dimorphos đã thay đổi đáng kể, chứng minh rằng đây là cách hữu ích để giúp đẩy lùi các thiên thạch đe dọa Địa cầu trong tương lai.
Tuy nhiên, vẫn còn những trường hợp khi chúng ta không có đủ thời gian hoặc thiên thạch quá lớn, sứ mệnh DART sẽ không cứu được chúng ta. Megan Bruck Syal, nhà nghiên cứu về phòng thủ hành tinh tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Livermore, cho biết: “Đối với những thiên thạch khổng lồ, ngay cả khi đã biết trước từ sớm, thì một phi thuyền hoặc thậm chí một đội phi thuyền, cũng có thể không đủ để ngăn chặn thiên thạch đó đâm vào địa cầu.”
Nhưng các đầu đạn nguyên tử có thể là cứu cánh. Harrison Agrusa, khoa học gia hành tinh tại Đài quan sát Côte d'Azur, Pháp, giải thích: “Xét về mặt vật lý trong việc làm chệch hướng thiên thạch, đầu đạn nguyên tử là lựa chọn khả thi duy nhất” trong những trường hợp như vậy.
Trong trường hợp thời gian để chuẩn bị quá ngắn, các cơ quan không gian có thể sẽ phải chọn cách phá hủy thiên thạch thành nhiều mảnh nhỏ. Những mảnh vụn này phần lớn sẽ không đâm vào địa cầu, hoặc nếu có cũng sẽ bị thiêu rụi khi tiến vào bầu khí quyển, không gây ra thiệt hại nghiêm trọng. Theo các mô hình trên máy tính, nếu được cho nổ ít nhất hai tháng trước khi va vào Địa cầu, một thiên thạch dài khoảng 330 foot (khoảng 100 mét, kích thước này đủ để phá hủy một thành phố) có thể bị bốc hơi hoàn toàn với một quả bom nguyên tử một megaton. Tuy nhiên, đây vẫn là một cách khá liều lĩnh, vì vụ nổ có thể biến một thiên thạch lớn thành một “trận mưa đạn” lao thẳng xuống địa cầu.
Giải pháp lý tưởng là sử dụng một quả bom nguyên tử để làm chệch hướng thiên thạch. Một phi thuyền không người lái mang theo đầu đạn nguyên tử sẽ được điều khiển đến gần mục tiêu. Khi đầu đạn nguyên tử được kích nổ, sẽ phát ra một luồng bức xạ mạnh, bao gồm tia X, tia gamma và neutron, tác động vào một bên của thiên thạch, khiến cho bề mặt bị vỡ vụn và tạo ra áp lực mạnh, đẩy thiên thạch về hướng ngược lại.
Điều tương tự cũng đã xảy ra trong sứ mệnh DART. Khi phi thuyền DART va chạm với Dimorphos, vụ va chạm đã tạo ra rất nhiều mảnh vụn, khiến thiên thạch bị thay đổi quỹ đạo hoàn toàn.
Một quả bom nguyên tử có thể tạo ra lực đẩy mạnh hơn rất nhiều so với DART. Tuy nhiên, việc sử dụng loại bom nguyên tử mạnh nhất không phải lúc nào cũng là tốt, vì có nguy cơ làm thiên thạch vỡ ra thành hàng vạn mảnh nhỏ. Sabina Raducan, một khoa học gia hành tinh tại Đại học Bern, cảnh báo: “Nếu tính toán sai và ước lượng không đúng mức năng lượng cần thiết để làm chệch hướng thiên thạch, có thể sẽ tạo ra hàng ngàn mảnh vụn phóng xạ rơi xuống Địa cầu.”
Thử nghiệm "vụ nổ nguyên tử" trong phòng thí nghiệm
Nhóm nghiên cứu đã sử dụng Z Machine tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Sandia để mô phỏng một vụ nổ nguyên tử trong không gian. Thiết bị này sử dụng các trường điện từ mạnh để tạo ra nhiệt độ cao, áp suất lớn và các vụ nổ tia X mạnh mẽ, đủ để làm tan chảy cả kim cương.
Các khoa học gia đã dùng các mẫu nhỏ thạch anh và silica – các loại khoáng chất thường có trong thiên thạch ngoài không gian – để thử nghiệm. Ở một đầu của thiết bị, các mẫu khoáng chất này được treo trong môi trường chân không; ở đầu còn lại là một khối khí argon được tác động bởi một xung điện mạnh.
Khi bị nén lại, khí argon nhanh chóng biến thành một dạng khí cực kỳ nóng và có điện tích, gọi là plasma. Plasma này phát ra một lượng lớn tia X, mô phỏng quá trình xảy ra trong một vụ nổ nguyên tử trong không gian. Nhóm nghiên cứu quan sát thấy bề mặt của các mẫu thử bị bốc hơi, tạo ra các luồng khí siêu thanh mạnh mẽ đẩy các mẫu thử bay về hướng ngược lại với tốc độ khoảng 160 dặm/giờ.
Dựa trên các kết quả này, nhóm nghiên cứu ước tính rằng ngay cả một thiên thạch dài khoảng 2.5 dặm cũng có thể được làm chệch hướng khỏi quỹ đạo của Địa cầu, nếu chúng ta có đủ thời gian chuẩn bị (vài năm).
Thiết lập Z Machine vẫn có những hạn chế, vì các mẫu thử quá đơn giản so với cấu trúc phức tạp của thiên thạch thực tế. Ngoài ra, vẫn còn nhiều câu hỏi về việc liệu chúng ta có thể điều chỉnh đủ chính xác năng lượng của vụ nổ nguyên tử để đẩy thiên thạch mà không làm nó vỡ thành nhiều mảnh nhỏ hơn hay không. Việc sử dụng vũ khí nguyên tử để bảo vệ hành tinh là một lựa chọn cần phải xem xét cẩn trọng. Nhưng nghiên cứu mới đã cung cấp thêm bằng chứng cho thấy trong tình huống khẩn cấp, bom nguyên tử có thể giúp cứu địa cầu, đặc biệt là khi không có nhiều thời gian chuẩn bị.
Nguồn: “Could a nuclear bomb’s x-rays save Earth from a killer asteroid?” được đăng trên trang Nationalgeographic.com.
Gửi ý kiến của bạn
