Tại sao NASA mất đến 3 tháng chỉ để mở hai khóa trên hộp chứa đất đá thu thập từ vị trí cách Trái đất 6,2 tỷ km?

Để đảm bảo không làm ô nhiễm mẫu vật, NASA đã phải duyệt các công cụ được sử dụng để mở khoang chứa

Sau hàng tháng tìm kiếm phương pháp hiệu quả, các nhà khoa học của NASA cuối cùng đã thành công trong việc mở hộp chứa vật liệu đặc biệt thu thập từ tiểu hành tinh Bennu, được coi là 'có nguy cơ tiềm ẩn'. Sự kiện đáng chú ý này đã được công bố bởi NASA vào ngày 11/1.

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

Các nhà khoa học NASA đã thu hồi khoang chứa mẫu vật từ Bennu vào ngày 24/9, sau khi nó rơi 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 được mở ra 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 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 gây ô nhiễm cho mẫu vật, NASA đã 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.

Bây giờ, khi khoang chứa đã được mở, NASA dự kiến sẽ tiến hành 'một số bước loại bỏ bổ sung' trước khi tiến hành chụp ảnh, trích xuất, cân và xử lý mẫu vật còn lại. Những mảnh đất đá nhỏ từ nắp khoang chứa trước đó đã được gửi đi khắp nơi trên thế giới để phân tích, và bây giờ 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.

Ví dụ, hợp chất hóa học uracil - một trong các nucleobase của RNA, gần đây đã được phát hiện trên tiểu hành tinh Ryugu bởi tàu vũ trụ Hayabusa2 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.

Gần như bị 'nuốt chửng'bởi tiểu hành tinh cách xa Trái đất

Trước đó, vì Bennu là một trong những 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 để nghiên cứu. Hai năm sau đó, vào năm 2018, con tàu đã đến gần tiểu hành tinh Bennu.

Khi quan sát từ kính viễn vọng, các nhà thiên văn học nghĩ rằng cấu trúc địa chất của Bennu tương tự như Itokawa, dựa trên dữ liệu từ tàu Hayabusa của Nhật Bản thu được vào năm 2010. Theo đó, Bennu được cho là được hình thành từ các khối đá cuội xen kẽ với bề mặt mịn màng chứa cát, nơi con tàu có thể hạ cánh dễ dàng hơn.

Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu tại NASA đã bất ngờ. Khi nhìn từ gần, OSIRIS-REx phát hiện ra một 'cảnh quan địa ngục' với những tảng đá sắc nhọn vươn lên, đối kháng với trọng lực yếu ớt của Bennu. Điều này làm cho kế hoạch ban đầu của việc hạ cánh, phụ thuộc vào máy đo độ cao bằng laser, trở nên vô dụng.

Để tìm một nơi hạ cánh phù hợp trên Bennu, các nhà khoa học đã phải sử dụng camera trên tàu vũ trụ để lập bản đồ chi tiết các đặc điểm bề mặt của nó từng centimet.

Sau đó, với sự giúp đỡ đặc biệt từ nhà vật lý thiên văn 'kiêm' nhạc sĩ, ca sĩ nổi tiếng Brian May, một hình ảnh 3D tổng thể (tạo bằng cách ghép hai bức ảnh lại với nhau để tạo ra cảm giác chiều sâu từ hai mắt) đã được tạo ra. Nó giúp nhóm vận hành tàu OSIRIS-REx đánh giá mức độ an toàn của các vị trí hạ cánh tiềm năng.

Sau 22 tháng cân nhắc kỹ lưỡng, các nhà nghiên cứu quyết định chọn một điểm hạ cánh được đặt tên là Nightingale, nơi mà OSIRIS-REx đã tiếp cận vào ngày 20 tháng 10 năm 2020. Thay vì đáp xuống trên bãi đất 50 m như dự kiến, con tàu lớn cỡ xe tải phải cố gắng hạ xuống một miệng hố chỉ rộng 10 m. Hơn nữa, nhóm vận hành còn phải điều chỉnh lại chương trình của tàu vũ trụ từ xa để hoàn thành nhiệm vụ.

Tuy nhiên, ngay khi tìm ra điểm hạ cánh tốt nhất, con tàu thăm dò vẫn phải đối mặt với những vấn đề không ngờ. Lúc đầu, ngay khi hạ cánh trên bề mặt Bennu, tàu OSIRIS-REx đã chìm sâu khoảng 50 cm, như thể nó đang bị 'nuốt chửng' vào trong một bãi lầy. Chỉ khi tàu bắn một dòng khí nitơ từ hệ thống đẩy TAGSAM, số phận của OSIRIS-REx mới không kết thúc tại Bennu.

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

Tổng kết