Mang về 250gr ‘đất lạ’ từ nơi cách Trái đất 6,2 tỷ km, tàu thăm dò NASA suýt bị ‘nuốt chửng’

Vào tháng 9/2018, Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ (NASA) đã đi vào lịch sử khi lần đầu tiên đưa về Trái đất một mẫu vật được thu thập từ Bennu - một tiểu hành tinh rộng 262m, nằm cách xa Trái đất khoảng 6,2 tỷ km. Việc thu thập mẫu vật từ tiểu hành tinh này đã được thực hiện bởi một tàu thăm dò của NASA.

Bennu có đường kính khoảng 0,5km. Các nhà khoa học đặt tỷ lệ Bennu va chạm với Trái đất trong năm 2200 là 1/2.700. Tỷ lệ này hiện là 1/1.750 cho đến năm 2300. Dự đoán ngày tiểu hành tinh có thể va chạm vào Trái đất là 24/9/2182

Được biết, khi còn cách Trái đất ở khoảng cách 108.000 km, tàu OSIRIS-REx tiến hành thả viên nang chứa mẫu vật vào bầu khí quyển. Thiết bị sau đó đã được tiếp cận và kiểm tra kỹ lưỡng bởi các nhân viên của NASA.

Các kiểm tra ban đầu cho thấy viên nang còn nguyên vẹn và không bị hỏng hóc trong quá trình hạ cánh. Các ước tính được thực hiện chỉ ra lượng mẫu vật được thu thập rơi vào khoảng 250gr, nhiều hơn so với mục tiêu thu thập ban đầu là 60gr. Đây là khối lượng mẫu vật lớn nhất mang từ không gian vũ trụ về Trái Đất kể từ chương trình Apollo.

Hạ cánh không suôn sẻ

Trước đó, do Bennu là một trong số các tiểu hành tinh có khả năng va chạm với Trái đất, NASA đã quyết định phóng tàu OSIRIS-REx vào năm 2016 với nhiệm vụ thăm dò tiểu hành tinh này, đồng thời mang những mẫu vật chất trở về Trái đất nghiên cứu. Mãi hai năm sau, tức năm 2018, con tàu mới tới tiểu hành tinh Bennu.

Khi quan sát từ kính viễn vọng, các nhà thiên văn học cho rằng cấu tạo địa chất của Bennu khá giống với Itokawa, dựa trên thông tin do tàu Hayabusa của Nhật Bản đưa về từ năm 2010. Theo đó, Bennu được cho là được tạo thành từ những khối đá cuội xen kẽ với những bề mặt trơn nhẵn chứa đầy cát, nơi con tàu có thể hạ cánh thoải mái.

Tuy nhiên, việc hạ cánh đã không ổn. Khi nhìn cận cảnh Bennu lần đầu tiên, OSIRIS-REx phát hiện ra một "khung cảnh địa ngục" với những tảng đá sắc nhọn nhô lên cao, chống lại trọng lực yếu ớt của Bennu. Điều này khiến kế hoạch hạ cánh ban đầu, vốn phụ thuộc vào máy đo độ cao bằng laser trở nên hoàn toàn vô dụng.

Hình ảnh lập thể của một mỏm đá trên bề mặt tiểu hành tinh Bennu

Để tìm một chỗ hạ cánh thích hợp, 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, dưới sự trợ giúp đặc biệt của nhà vật lý thiên văn, nhạc sĩ, ca sĩ nổi tiếng Brian May, một hình ảnh lập thể 3D (được thực hiện bằng cách ghép hai bức ảnh lại với nhau để tái tạo nhận thức về chiều sâu của hai mắt) đã được tạo ra. Nó cho phép nhóm vận hành tàu OSIRIS-REx đánh giá mức độ an toàn của các địa điểm hạ cánh tiềm năng.

Tàu thăm dò suýt bị "nuốt chửng"

Sau 22 tháng cân nhắc kỹ lưỡng, các nhà nghiên cứu đã quyết định chọn một địa điểm mà họ đặt tên là Nightingale, nơi OSIRIS-REx đã chạm tới vào ngày 20/10/2020.

Thay vì tiếp đất ở bãi đáp 50m như ban đầu, con tàu lớn cỡ xe tải phải cố gắng hạ xuống miệng hố chỉ rộng 10m. Chưa kể đến nhóm vận hành còn phải tái lập trình tàu vũ trụ từ xa nhằm hoàn thành nhiệm vụ.

Tuy nhiên, ngay cả khi chọn được địa điểm hạ cánh "êm ả" nhất, con tàu thăm dò vẫn gặp phải những sự cố không thể lường trước.

Đầu tiên, ngay khi vừa hạ cánh lên bề mặt của Bennu, tàu OSIRIS-REx đã lún sâu khoảng 50cm, như thể con tàu đang bị “nuốt chửng” trong một đầm lầy. Chỉ khi tàu bắn một luồng khí nitơ nhanh chóng từ hệ thống đẩy TAGSAM, số phận của OSIRIS-REx mới không kết thúc tại Bennu.

Tuy nhiên, việc các luồng khí phun ra với lực quá mạnh đã khiến lượng lớn sỏi và đất đá bốc lên từ miệng hố và vào không gian. Chúng bao trùm tàu vũ trụ đang bay lên, đe dọa sự an toàn của tàu. Rất may mắn, đã không có sự cố nào xảy ra với OSIRIS-REx

Trong lúc này, nhóm vận hành tại NASA thở phảo nhẹ nhõm, nhưng đồng thời cũng tỏ ra rất bối rối. Theo dự kiến, bề mặt của Bennu lẽ ra phải có khả năng chịu được trọng lượng của tàu OSIRIS-REx khá tốt, giống như một đống sỏi.

Tuy nhiên, quá trình 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.