Vì sao NASA mất tới 3 tháng chỉ để mở hai chốt khóa trên hộp chứa đất đá thu thập từ nơi cách Trái đất 6,2 tỷ km?

Sau hàng tháng nỗ lực tìm kiếm phương pháp hiệu quả, các nhà khoa học thuộc Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Hoa Kỳ (NASA) cuối cùng đã thành công trong việc mở hộp chứa vật liệu đặc biệt thu thập từ tiểu hành tinh Bennu, được xem là "có nguy cơ tiềm ẩn". Sự kiện đáng chú ý này đã được NASA công bố vào hôm 11/1.

Theo đó, mẫu vật thu được, nặng khoảng 8.8 ounces (tương đương 250 gram), là số đất đá được tàu vũ trụ OSIRIS-REx thu thập từ bề mặt của tiểu hành tinh Bennu. Được đánh giá cao về giá trị khoa học, mẫu vật còn là số đất đá có nguồn gốc ngoài Trái đất được thu thập lần đầu tiên bởi một sứ mệnh của NASA.

Khoảng 70gr đất đá từ Bennu nằm ngay bên ngoài, phía trên khoang chứa mẫu vật.

Được biết, các nhà khoa học NASA đã thu hồi khoang chứa mẫu vật từ Bennu vào ngày 24/9, sau khi nó lao về Trái đất từ tàu vũ trụ OSIRIS-REx với tốc độ lên đến 27,000 dặm một giờ (43,000 kilômét một giờ). Chuyến đi kéo dài 7 năm, với quãng đường 4 tỷ dặm (6.4 tỷ kilômét), đã kết thúc an toàn khi khoang chứa mẫu vật bung dù và hạ cánh tại sa mạc Utah trước khi được chuyển đến Trung tâm Không gian Johnson ở Houston (Mỹ).

Tuy nhiên, quá trình thu hồi mẫu vật đã gặp phải sự cố khi hai trong tổng số 35 chốt khóa bị kẹt, gây trở ngại trong việc mở lọ. Trong khi đó, không có công cụ hiện tại nào có thể mở những chốt khóa cứng đầu này. Để đảm bảo không làm ô nhiễm mẫu vật, NASA đã phải phê duyệt các công cụ chuyên dụng mới để sử dụng trong việc mở khoang chứa. Cuối cùng, giải pháp đã được tìm thấy thông qua việc sử dụng hai công cụ kẹp, giống như kẹp phẫu thuật, làm từ thép không gỉ. Những công cụ này đã được thử nghiệm trước trong phòng thí nghiệm để đảm bảo khả năng loại bỏ an toàn những chốt khóa cứng đầu.

Công cụ được NASA sử dụng để mở nắp khoang chứa mẫu vật.

Giờ đây, với việc khoang chứa đã được mở, NASA dự kiến sẽ thực hiện "một số bước tháo gỡ bổ sung" trước khi tiến hành chụp ảnh, trích xuất, cân và xử lý mẫu vật còn lại. Các mảnh đất đá nhỏ đã được thu thập từ nắp khoang chứa trước đó đã được gửi đi khắp nơi trên thế giới để phân tích, và nay những phát hiện mới từ bên trong lọ cũng sẽ sớm được khám phá và nghiên cứu kỹ lưỡng.

Giám đốc NASA Bill Nelson, tại một cuộc họp báo về việc trở về của mẫu vật, đã nhấn mạnh: "Đây là lượng mẫu vật lớn nhất từ một tiểu hành tinh giàu carbon từng được đưa về Trái đất. Carbon và phân tử nước chính xác là những yếu tố chúng tôi muốn tìm. Chúng là những yếu tố quan trọng trong việc hình thành hành tinh của chúng ta, và chúng sẽ giúp chúng tôi xác định nguồn gốc của các yếu tố có thể đã dẫn đến sự sống".

Theo các nhà khoa học, nước trên Trái đất được cho là "cổ" hơn chính hành tinh của chúng ta và có thể đã được mang đến đây qua sự va chạm của tiểu hành tinh và sao chổi. Nhưng nước không phải là vật liệu duy nhất mà các tiểu hành tinh mang đến Trái đất. Những vật liệu giúp xây dựng nền móng của sự sống cũng có thể đã được vận chuyển tới Trái đất bởi một thiên thạch. Bennu, tiểu hành tinh được xếp vào loại B, nghĩa là nó chứa lượng carbon cao và có khả năng chứa nhiều phân tử nguyên thủy vốn từng có mặt khi sự sống xuất hiện trên Trái đất.

Chẳng hạn, hợp chất hóa học uracil - một trong các nucleobase của RNA, gần đây đã được phát hiện trên bởi của Cơ quan Khám phá Vũ trụ Nhật Bản, vốn đã trở về Trái đất với mẫu đất đá của mình vào năm 2020. Các nhà khoa học thuộc sứ mệnh OSIRIS-REx hiện đang hy vọng sẽ tìm thấy các hợp chất hóa học tương tự khác trong mẫu vật của Bennu.

Suýt bị "nuốt chửng"bởi tiểu hành tinh cách xa Trái đất

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.

Hình ảnh lập thể của một mỏm đá trên bề mặt 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 sẽ 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, các nhà nghiên cứu tại NASA đã thực sự "việt vị". 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 đo độ cao, trở nên hoàn toàn vô dụng.

Để tìm một chỗ 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, dưới sự trợ giúp đặc biệt của nhà vật lý thiên văn "kiêm" 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.

Cú hạ cánh của OSIRIS-REx cho thấy lớp bề mặt của Bennu có mật độ vật chất thấp hơn nhiều so với phần còn lại của tiểu hành tinh.

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 tháng 10 năm 2020. Thay vì tiếp đất ở bãi đáp 50 m như ban đầu, con tàu lớn cỡ xe tải phải cố gắng hạ xuống miệng hố chỉ rộng 10 m. 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 bất ngờ.Đầu tiên, ngay khi vừa hạ cánh lên bề mặt của Bennu, tàu OSIRIS-REx lún sâu khoảng 50 cm, 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 phụt phun ra lực quá mạnh đã khiến một 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.