Hành trình hãm phanh của tàu Hera và cuộc điều tra hiện trường va chạm vũ trụ

Năm 2022 đánh dấu bước ngoặt lịch sử khi con người lần đầu tiên chủ động làm lệch quỹ đạo của một thiên thể ngoài không gian. Thử nghiệm phòng thủ Trái Đất mang tên DART của NASA đã lao thẳng vào tiểu hành tinh nhỏ Dimorphos. Bốn năm sau cú đâm đó, hành trình khám phá bước sang một chương mới. Vào tháng 10 năm 2026, tàu không gian Hera của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) thực hiện cú hãm phanh quyết định để giảm tốc độ, chuẩn bị tiếp cận hệ tiểu hành tinh kép Didymos và Dimorphos vào tháng 11 năm 2026. Đây là khởi đầu cho cuộc điều tra chi tiết tại hiện trường một vụ va chạm nhân tạo ngoài vũ trụ. [1]

Bước ngoặt 2022 và hành trình trở lại hiện trường

Cú đâm trực diện của tàu DART vào năm 2022 đã chứng minh khả năng thay đổi đường đi của các thiên thể có nguy cơ đe dọa Trái Đất. Sự kiện va chạm không chỉ đẩy Dimorphos chệch khỏi quỹ đạo cũ mà các mảnh vỡ bắn ra còn có thể tạo nên một trận mưa sao băng mới hướng về phía Trái Đất. Để đánh giá đầy đủ tác động của thử nghiệm này, ngày 7 tháng 10 năm 2024, ESA đã phóng tàu Hera mang theo nhiệm vụ khảo sát chi tiết hậu quả va chạm. [1]

Sau quãng đường dài di chuyển trong không gian sâu, Hera bước vào giai đoạn then chốt. Sau khi hoàn thành điều chỉnh đường bay và cập nhật phần mềm vào tháng 7 năm 2026, con tàu sẵn sàng cho cuộc hội ngộ kéo dài sáu tháng tại hệ tiểu hành tinh kép. Mục tiêu của sứ mệnh là ghi nhận bức tranh toàn cảnh về những thay đổi trên cả hai vật thể Didymos và Dimorphos sau va chạm. [1]

Cú hãm phanh quyết định trên quỹ đạo sâu

Để có thể tiếp cận an toàn hệ tiểu hành tinh kép, tàu Hera trải qua một thao tác điều khiển phức tạp vào ngày 15 tháng 10 năm 2026. Con tàu quay mình sao cho vòng động cơ điều khiển quỹ đạo hướng về phía hệ Didymos. Ba động cơ chạy bằng nhiên liệu hydrazine đồng loạt kích hoạt, cháy liên tục suốt 93 phút để thực hiện nhiệm vụ giảm tốc. [1]

Quá trình đốt nhiên liệu này giúp Hera giảm vận tốc tương đối so với hệ tiểu hành tinh khoảng vài trăm mét trên giây. Thao tác hãm phanh chính xác bảo đảm Hera không bay vượt qua mục tiêu mà đi vào quỹ đạo quan sát cận cảnh vào tháng 11 năm 2026, bắt đầu chuỗi ngày làm việc khẩn trương. [1]

Hai trợ thủ tí hon thâm nhập lòng tiểu hành tinh

Khi cập bến, Hera không chỉ tiến hành quan sát từ xa mà sẽ thả hai vệ tinh lập phương cỡ nhỏ mang tên Milani và Juventas vào vùng không gian quanh tiểu hành tinh. Vệ tinh Milani đảm nhận nhiệm vụ phân tích quang phổ bề mặt bằng cách phân tách ánh sáng phản xạ từ tiểu hành tinh thành dải màu sắc, qua đó xác định thành phần khoáng vật cấu tạo. [1]

Trong khi đó, vệ tinh Juventas thực hiện nhiệm vụ phát sóng ra-đa thăm dò sâu vào bên trong lòng tiểu hành tinh. Đây là lần đầu tiên công nghệ ra-đa được ứng dụng để kiểm tra cấu trúc ẩn bên dưới lớp bề mặt của một thiên thể nhỏ, cung cấp dữ liệu đo đạc trực tiếp về mật độ và lõi vật chất. [1]

Giải mã cấu trúc đống đá vụn và vết sẹo va chạm

Sứ mệnh Hera tập trung giải quyết những bí ẩn về bản chất vật lý của thiên thể chịu tác động. Tiểu hành tinh chính Didymos có kích thước khoảng 800 mét (tương đương chiều dài cầu Golden Gate), còn vệ tinh nhỏ Dimorphos có đường kính khoảng 170 mét (tương đương kích thước Đấu trường Colosseum hoặc Đại Kim Tự Tháp). Hera sẽ xác định xem Dimorphos là một "đống đá vụn" liên kết lỏng lẻo bởi trọng lực hay là một lõi cứng được bao phủ bởi đá hộc và sỏi. [1]

Bên cạnh đó, các thiết bị trên tàu sẽ dựng bản đồ vết sẹo va chạm do DART để lại với độ phân giải chi tiết tới 10 centimet. Bức ảnh chi tiết này giúp các nhà nghiên cứu hiểu rõ phản ứng của vật liệu bề mặt trước một tác động mạnh. Thậm chí, cú đâm năm 2022 có thể không chỉ tạo ra miệng núi lửa thông thường mà đã làm tái định hình toàn bộ cấu trúc của Dimorphos. [1]

Truy tìm nguồn gốc hệ tiểu hành tinh kép

Khoảng 15% các tiểu hành tinh đã biết tồn tại dưới dạng hệ kép, nhưng cơ chế hình thành của chúng vẫn chưa được làm sáng tỏ. Hera sẽ kiểm tra xem Didymos và Dimorphos có cấu tạo từ cùng một loại vật liệu hay không. Sự tương đồng về thành phần sẽ củng cố giả thuyết rằng tiểu hành tinh Didymos do quay quá nhanh trong quá khứ đã văng mảnh vỡ ra không gian, các mảnh vỡ này sau đó ngưng tụ lại tạo thành Dimorphos. [1]

Việc kết hợp dữ liệu va chạm năm 2022 và phép đo chi tiết của Hera vào cuối năm 2026 giúp hoàn thành chu trình nghiên cứu lịch sử. Kết quả thu được về mật độ, cấu trúc bên trong và nguồn gốc hình thành của hệ tiểu hành tinh này giúp các nhà khoa học hoàn thiện mô hình phòng thủ Trái Đất trước các nguy cơ thiên thể trong tương lai. [1]