Ngày 24/9, Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ (NASA) đã làm nên lịch sử khi lần đầu tiên mang về Trái đất một mẫu vật được thu thập từ một tiểu hành tinh nằm cách xa hành tinh của chúng ta.
Tiểu hành tinh này có tên Bennu, rộng 262 m, nằm cách Trái đất khoảng 6,2 tỷ km. Việc thu thập các mẫu từ tiểu hành tinh này được tàu thăm dò của NASA thực hiện vào năm 2020, trước khi tàu vũ trụ mất ba năm để quay trở lại Trái đất.
Được biết, khi vẫn còn cách Trái đất 108.000 km, tàu vũ trụ OSIRIS-REx đã thả một viên nang chứa các mẫu vật vào khí quyển. Thiết bị sau đó đã được nhân viên NASA tiếp cận và kiểm tra kỹ lưỡng. Các thử nghiệm ban đầu cho thấy viên nang còn nguyên vẹn và không bị hư hại khi hạ cánh. Các ước tính được đưa ra cho thấy số lượng mẫu vật được thu thập vào khoảng 250 gam, nhiều hơn mục tiêu thu thập ban đầu là 60 gam. Đây là khối lượng mẫu lớn nhất được mang từ ngoài vũ trụ về Trái đất kể từ chương trình Apollo.
Bennu có đường kính khoảng 0,5km. Các nhà khoa học ước tính khả năng Bennu va chạm với Trái đất vào năm 2200 là 1/2.700. Tỷ lệ này hiện là 1/1.750 cho đến năm 2300. Ngày dự đoán tiểu hành tinh có thể va chạm với Trái đất là ngày 24 tháng 9 năm 2182.
Quá trình hạ cánh đầy “bão tố”
Trước đó, do Bennu là một trong những tiểu hành tinh có khả năng va chạm với Trái đất nên NASA đã quyết định phóng tàu vũ trụ OSIRIS-REx vào năm 2016 với sứ mệnh khám phá tiểu hành tinh này và mang mẫu vật về Trái Đất. Chất này quay trở lại Trái đất để nghiên cứu. Chỉ hai năm sau, vào năm 2018, con tàu đã đến được tiểu hành tinh Bennu.
Trước OSIRIS-REx, đã có một số sứ mệnh khám phá tiểu hành tinh của Hayabusa 1 (Nhật Bản) và NEAR-Shoemaker (Mỹ). Những sứ mệnh này xác nhận điều mà các nhà khí tượng học đã đưa ra giả thuyết từ lâu: Nhiều tiểu hành tinh không phải là những khối đá rắn mà là sự kết hợp của đá, cát và sỏi, hình thành từ sự va chạm giữa các vật thể lớn hơn trong suốt lịch sử của Hệ Mặt trời.
Hình ảnh lập thể của một mỏm đá trên bề mặt tiểu hành tinh Bennu.
Chỉ với sứ mệnh OSIRIS-REx, khi quan sát từ kính viễn vọng, các nhà thiên văn học cho rằng cấu trúc địa chất của Bennu khá giống Itokawa, dựa trên thông tin được tàu Hayabusa của Nhật Bản trả về từ năm 2010. Theo đó, Bennu được cho là được tạo thành từ những tảng đá xen kẽ với bề mặt nhẵn đầy cát, nơi tàu có thể cập bến thoải mái.
Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu tại NASA thực tế đã “ việt vị”. Khi quan sát kỹ Bennu lần đầu tiên, OSIRIS-REx phát hiện ra một “địa ngục” với những khối đá sắc nhọn nhô lên cao, cản trở lực hấp dẫn yếu của Bennu. Điều này khiến kế hoạch hạ cánh ban đầu dựa vào máy đo độ cao bằng laser trở nên hoàn toàn vô dụng.
Để tìm được điểm hạ cánh thích hợp trên Bennu, các nhà khoa học vận hành OSIRIS-REx buộc phải sử dụng camera trên tàu vũ trụ để lập bản đồ tỉ mỉ các đặc điểm bề mặt của nó đến từng centimet.
Sau đó, với sự hỗ trợ đặc biệt của nhà vật lý thiên văn và nhạc sĩ nổi tiếng, ca sĩ Brian May, một hình ảnh lập thể 3D (được tạo ra bằng cách ghép hai bức ảnh lại với nhau để tái tạo cảm nhận chiều sâu bằng hai mắt) đã được tạo ra. Nó cho phép nhóm vận hành tàu vũ trụ OSIRIS-REx đánh giá mức độ an toàn của các địa điểm hạ cánh tiềm năng.
Cuộc đổ bộ OSIRIS-REx tiết lộ rằng lớp bề mặt của Bennu có mật độ vật chất thấp hơn nhiều so với phần còn lại của tiểu hành tinh.
Suýt bị “nuốt chửng” bởi tiểu hành tinh cách xa Trái Đất
Sau 22 tháng cân nhắc kỹ lưỡng, các nhà nghiên cứu đã quyết định chọn một địa điểm mà họ đặt tên là Nightingale, được OSIRIS-REx hạ cánh vào ngày 20 tháng 10 năm 2020. Thay vì hạ cánh ở bãi đáp 50 m như trước đây, con tàu cỡ xe tải đã phải cố gắng hạ cánh tự hạ mình xuống một miệng núi lửa chỉ rộng 10 mét. Chưa kể, đội điều hành còn phải lập trình lại tàu vũ trụ từ xa để hoàn thành nhiệm vụ.
Tuy nhiên, ngay cả khi chọn được vị trí hạ cánh “suôn sẻ” nhất, tàu thăm dò vẫn gặp sự cố không mong muốn. Đầu tiên, ngay khi đáp xuống bề mặt Bennu, tàu OSIRIS-REx đã bị chìm. sâu khoảng 50 cm, như thể con tàu đang bị “nuốt chửng” trong đầm lầy. Chỉ đến khi con tàu bắn ra một luồng khí nitơ cực nhanh từ hệ thống đẩy TAGSAM thì số phận của OSIRIS-REx mới kết thúc ở Bennu.
Tuy nhiên, lực của các tia phun quá mạnh khiến một lượng lớn sỏi và đất bốc lên từ miệng núi lửa và bay vào không gian. Họ bao vây con tàu vũ trụ đang bay lên, đe dọa sự an toàn của nó. May mắn thay, không có vấn đề gì với OSIRIS-REx
Trong thời gian này, đội điều hành của NASA thở phào nhẹ nhõm, nhưng đồng thời cũng tỏ ra rất bối rối. Theo ước tính, bề mặt của Bennu lẽ ra phải chịu được sức nặng của OSIRIS-REx khá tốt, giống như một đống sỏi.
Tuy nhiên, cuộc chạm xuống cho thấy lớp bề mặt của Bennu phải có mật độ thấp hơn nhiều so với phần còn lại của tiểu hành tinh. Các nhà khoa học vẫn đang tìm kiếm lời giải thích.
Bề mặt có mật độ đất và đá thấp có thể do sự tồn tại của các khoảng trống giữa các đá trong lớp bề mặt. Trong quá khứ, những khoảng trống đó có thể được lấp đầy bằng vật chất mịn, nhưng qua hàng tỷ năm Bennu du hành trong hệ mặt trời, những hạt mịn này có thể đã được lắng đọng vào bên trong tiểu hành tinh có mật độ dày đặc. đậm đặc hơn nhiều so với bề mặt.
Để biết chắc chắn, các nhà khoa học sẽ phải thu thập một số thông tin về bên trong các tiểu hành tinh từ sứ mệnh HERA sắp tới của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu, sứ mệnh này sẽ nghiên cứu hậu quả của tác động thử nghiệm của tàu thăm dò DART của NASA đối với tiểu hành tinh Dimorphos, diễn ra vào tháng 9 năm 2022.
