Trước khi bàn sâu hơn về việc khai thác tiểu hành tinh, ta cần phân biệt một số khái niệm thường bị nhầm lẫn với nhau: thiên thạch, vẫn thạch, tiểu hành tinh và sao chổi. Thiên thạch là mảnh đá bị cháy trong khí quyển khi chúng bay vào Trái Đất. Đuôi thiên thạch có hướng từ Trái Đất đi ra, hình thành do ma sát với không khí. Vào những đêm quang đãng, khi nhìn lên bầu trời, bạn có thể thấy thiên thạch xuất hiện vài phút một lần.

Thiên thạch đã rơi xuống đất gọi là vẫn thạch.

Tiểu hành tinh là những mảnh đá vỡ trong Hệ Mặt Trời. Hầu hết chúng nằm trong khu vực vành đai tiểu hành tinh và là vết tích của một “sao hỏng” nằm giữa Sao Hỏa và Sao Mộc. Tổng khối lượng của tất cả các tiểu hành tinh đã biết gộp lại cũng chỉ bằng 4% khối lượng Mặt Trăng. Tuy nhiên, phần lớn số tiểu hành tinh vẫn chưa được phát hiện và con số này có thể lên đến hàng tỷ. Các tiểu hành tinh đa phần di chuyển theo quỹ đạo ổn định tại vành đai, nhưng thỉnh thoảng có một số đi lạc và lao vào khí quyển Trái Đất rồi bốc cháy thành thiên thạch.

Sao chổi là một thiên thể hình thành từ băng và đá, ở rất xa quỹ đạo Trái Đất. Trong khi các tiểu hành tinh đều nằm trong Hệ Mặt Trời thì nhiều sao chổi có quỹ đạo ở gần rìa của Hệ, tại Vành đai Kuiper, hay thậm chí bắt nguồn từ bên ngoài Hệ, trong Đám mây Oort. Những sao chổi ta thấy trong đêm là sao chổi có quỹ đạo tiến đến gần Mặt Trời. Khi chúng tiếp cận Mặt Trời, gió Mặt Trời thổi các hạt băng và bụi ra xa, tạo hình cái đuôi sao chổi quay về phía đối diện Mặt Trời, chứ không phải ngược chiều chuyển động.

Sau nhiều năm nghiên cứu, bức tranh về quá trình hình thành Hệ Mặt Trời đã hiện rõ. Khoảng năm tỷ năm trước, Mặt Trời của chúng ta chỉ là một đám mây khổng lồ quay với tốc độ chậm và có thành phần chủ yếu là khí hydro, khí heli và bụi. Phải mất vài năm ánh sáng mới đi xuyên hết đám mây này (năm ánh sáng là khoảng cách mà ánh sáng đi được trong một năm, khoảng hơn 9,5 ngàn tỷ kilômét). Do có khối lượng lớn, trọng lực dần khiến đám mây bị nén lại. Khi kích thước giảm đi, tốc độ quay của nó ngày một nhanh, tương tự như khi người trượt băng co tay vào để xoay nhanh hơn. Cuối cùng, đám mây cô đặc thành một chiếc đĩa quay nhanh với Mặt Trời ở vị trí trung tâm. Phần đĩa khí và bụi xung quanh Mặt Trời bắt đầu hình thành các tiền hành tinh, chúng lớn dần khi hấp thụ thêm vật liệu. Quá trình này giải thích vì sao toàn bộ các hành tinh đều quay quanh Mặt Trời theo cùng một hướng, trên cùng một mặt phẳng.

Có giả thuyết cho rằng một tiền hành tinh đã di chuyển quá gần Sao Mộc - hành tinh lớn nhất trong Hệ Mặt Trời - và bị trọng lực khủng khiếp của Sao Mộc xé tan, hình thành nên vành đai tiểu hành tinh. Một giả thuyết khác lại đề xuất rằng vành đai này ra đời sau vụ va chạm của hai tiền hành tinh.

Hệ Mặt Trời có thể được khắc họa bằng bốn vành đai quay quanh Mặt Trời: vành trong cùng gồm các hành tinh đá, là Sao Thủy, Sao Kim, Trái Đất và Sao Hỏa; vành thứ hai là vành đai tiểu hành tinh; vành ba gồm các hành tinh khí khổng lồ, là Sao Mộc, Sao Thổ, Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương; cuối cùng là vành sao chổi, gọi là Vành đai Kuiper. Bên ngoài bốn vành đai này là một đám mây sao chổi hình cầu bao quanh Hệ Mặt Trời, gọi là Đám mây Oort.

Nước là một phân tử đơn giản, cũng là chất thường thấy trong Hệ Mặt Trời thuở sơ khai, nhưng nó tồn tại ở các thể khác nhau tùy thuộc vào khoảng cách với Mặt Trời, ở sát Mặt Trời, nơi nước sôi lên và bốc hơi, có Sao Thủy và Sao Kim. Trái Đất ở xa hơn, nên nước có thể tồn tại ở dạng lỏng. (Khu vực này còn được gọi là “vùng Goldilocks[1]”, nơi có nhiệt độ phù hợp để nước dạng lỏng tồn tại.) Ở xa hơn Trái Đất, nước đóng băng. Do đó, Sao Hỏa cùng các hành tinh và sao chổi ở xa hơn chủ yếu có nước ở dạng băng.

❀ ❀ ❀

[1] Goldilocks là một cô bé trong truyện cổ tích. Bé lạc vào ngôi nhà giữa rừng sâu. Trong nhà có ba tô cháo, ba chiếc ghế, ba cái giường. Bé lần lượt thử, thì thấy mình ngồi vừa chiếc ghế thứ ba, nằm vừa cái giường thứ ba và tô cháo thứ ba là ngon nhất. Gọi là “vùng Goldilocks”, vì tính theo thứ tự gần Mặt Trời nhất, Trái Đất đứng thứ ba và có điều kiện sống lý tưởng. (ND)