Một nghiên cứu mới của các nhà khoa học Trung Quốc đề xuất phương án tạo hố sâu trên bề mặt tiểu hành tinh trước khi kích nổ thiết bị hạt nhân bên trong, nhằm tăng hiệu quả truyền năng lượng để phá hủy hoặc làm chệch hướng các thiên thể có nguy cơ va chạm Trái Đất. Nghiên cứu do ông Wang Xiaowei thuộc Học viện Công nghệ Phương tiện Phóng Trung Quốc chủ trì, được công bố trên tạp chí khoa học Space: Science & Technology.
Phương án mới cho các tiểu hành tinh lớn
Nhóm nghiên cứu cho rằng nếu một tiểu hành tinh có đường kính từ khoảng 100 m trở lên đang trên quỹ đạo va chạm với Trái Đất và thời gian cảnh báo ngắn, các phương pháp làm chệch hướng bằng va chạm động năng hoặc lực kéo dài hạn có thể không đủ năng lượng để ngăn chặn nguy cơ. Do đó, họ đã xây dựng mô hình mô phỏng hai phương án sử dụng vũ khí hạt nhân.
Phương án thứ nhất là kích nổ trên bề mặt: một tàu vũ trụ mang thiết bị hạt nhân va chạm với bề mặt tiểu hành tinh, tạo ra hố nông rồi kích nổ ngay tại vị trí đó. Phương án thứ hai, gọi là "kích nổ sau khi tạo hố sâu", sử dụng một thiết bị xuyên để tạo hố sâu trước, sau đó đưa thiết bị hạt nhân xuống bên trong và kích nổ. Theo các nhà khoa học, việc kích nổ ở độ sâu lớn hơn giúp năng lượng vụ nổ truyền trực tiếp vào lõi tiểu hành tinh thay vì thất thoát ra không gian.
Kết quả mô phỏng và hiệu quả
Trong quá trình nghiên cứu, nhóm tác giả đã mô phỏng nhiều kịch bản khác nhau, tính đến năng lượng của tên lửa phóng, vận tốc của tàu va chạm cũng như mức thay đổi vận tốc của tiểu hành tinh sau khi chịu tác động. Các thử nghiệm được tiến hành với cơ sở dữ liệu mô phỏng về nhiều loại tiểu hành tinh và giả định thời gian cảnh báo dao động từ 1 năm đến 20 năm.
Kết quả cho thấy nếu có đủ thời gian chuẩn bị, phương án tạo hố sâu rồi kích nổ mang lại hiệu quả cao hơn. Theo mô phỏng, phương pháp này có thể phá hủy những tiểu hành tinh có đường kính khoảng 100 m. Đối với các tiểu hành tinh lớn hơn, có kích thước tới khoảng 1 km, vụ nổ không nhất thiết phải phá hủy hoàn toàn mà có thể tạo ra sự thay đổi vận tốc khoảng 1 m/giây trong khoảng 60 ngày, đủ để làm thay đổi quỹ đạo của thiên thể trong một số tình huống giả định.
Trong khi đó, phương án kích nổ trên bề mặt có ưu điểm là triển khai nhanh hơn trong trường hợp khẩn cấp. Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu nhận định phương án này gặp nhiều hạn chế do vị trí va chạm khó kiểm soát, hiệu quả truyền năng lượng thấp hơn và đòi hỏi thiết bị hạt nhân phải chịu được va chạm ở tốc độ rất lớn cũng như kích nổ với độ chính xác rất cao.
Thách thức và hạn chế của nghiên cứu
Dù vậy, các nhà khoa học cũng lưu ý rằng kết quả nghiên cứu mới dựa trên mô phỏng lý thuyết và chưa tính đến nhiều yếu tố phức tạp trong điều kiện thực tế. Một trong những yếu tố quan trọng là cấu tạo của tiểu hành tinh. Những thiên thể có cấu trúc dạng "đống đá vụn" sẽ phản ứng khác với các tiểu hành tinh có cấu trúc đá đặc. Ngoài ra, các mảnh vỡ tạo ra sau vụ nổ cũng cần được tính toán kỹ lưỡng để tránh hình thành những vật thể mới vẫn có khả năng đe dọa Trái Đất. Bên cạnh đó, việc đưa thiết bị hạt nhân vào không gian cũng đặt ra nhiều thách thức về công nghệ, an toàn và quản lý quốc tế. Những vấn đề này chưa được phân tích chi tiết trong nghiên cứu.
Theo nhóm tác giả, mỗi phương án sẽ phù hợp với từng tình huống khác nhau. Nếu thời gian cảnh báo quá ngắn, phương án kích nổ trên bề mặt có thể là lựa chọn khả thi hơn nhờ quy trình triển khai đơn giản. Ngược lại, nếu phát hiện sớm mối đe dọa và có đủ thời gian chuẩn bị, phương án tạo hố sâu rồi kích nổ được đánh giá là có tiềm năng mang lại hiệu quả phòng vệ cao hơn.
Bối cảnh phòng vệ hành tinh toàn cầu
Hiện nay, các cơ quan không gian trên thế giới vẫn thường xuyên theo dõi các tiểu hành tinh gần Trái Đất. Theo Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ (NASA), chưa phát hiện tiểu hành tinh nào được xác định sẽ va chạm với Trái Đất trong tương lai gần. Trước đó, sứ mệnh DART của NASA năm 2022 đã lần đầu tiên chứng minh khả năng làm thay đổi quỹ đạo của một tiểu hành tinh bằng phương pháp va chạm động năng, mở ra hướng nghiên cứu mới trong lĩnh vực phòng vệ hành tinh.
Nghiên cứu mới của các nhà khoa học Trung Quốc được đánh giá là bổ sung thêm cơ sở lý thuyết cho việc xây dựng các phương án ứng phó với những tiểu hành tinh có kích thước lớn hoặc chỉ được phát hiện khi thời gian cảnh báo không còn nhiều. Tuy nhiên, để chuyển từ mô hình mô phỏng sang các nhiệm vụ thực tế vẫn cần thêm nhiều nghiên cứu về kỹ thuật, độ an toàn cũng như cơ chế phối hợp quốc tế trong lĩnh vực phòng vệ hành tinh.
