Khi vũ trụ của chúng ta ngập rác

Từ lâu nay, cuộc đua khám phá không gian của nhân loại đã tạo nên một vấn đề nan giải mới: rác thải vũ trụ.

Hàng triệu mảnh vụn với đủ loại kích thước đang trôi dạt trên quỹ đạo, không chỉ đe dọa quá trình hoạt động của các vệ tinh, mà còn ảnh hưởng đến chiến lược phòng thủ không gian của nhiều quốc gia.

Bối cảnh này cho thấy, trước khi nhân loại muốn giải mã những bí ẩn của vũ trụ hay tìm thấy sự sống ngoài hành tinh, việc cần làm trước mắt chính là dọn dẹp bãi rác đang bay xung quanh Trái Đất – sản phẩm do chính con người tạo nên.

Những bãi rác khổng lồ

Cách đây hơn 60 năm, Sputnik I trở thành vệ tinh đầu tiên bay vào không gian, đánh dấu một cột mốc hoàn toàn mới trong lịch sử chinh phục vũ trụ của nhân loại.

Tuy nhiên, vệ tinh này cũng mở ra một giai đoạn mới: kỷ nguyên xả rác trong vũ trụ. Rác vũ trụ bao gồm những vật thể nhân tạo không còn sử dụng tồn tại ngoài không gian như động cơ khi phóng tàu vũ trụ, những thiết bị hay tàu vũ trụ đã cũ hay thậm chí là những vật dụng cá nhân mà phi hành gia vô tình đánh mất.

Con người đã đưa tổng cộng 8.950 vệ tinh vào quỹ đạo kể từ năm 1957, trong đó chỉ còn khoảng 1.950 vệ tinh còn hoạt động tính đến tháng 1/2019. Ngày nay, Văn phòng Rác thải Không gian thuộc Cơ quan Vũ trụ châu Âu, có gần 9.000 tấn rác thải vũ trụ di chuyển theo quỹ đạo Trái Đất.

Hàng triệu mảnh vụn với đủ loại kích thước đang trôi dạt trên quỹ đạo, trở thành hiểm họa với ngành công nghiệp vũ trụ toàn cầu.

Khi việc khai thác vũ trụ được đẩy mạnh thì quá trình làm ô nhiễm các quỹ đạo quanh Trái đất cũng tăng tốc theo.

Theo ước tính, số vật thể mà các nước phóng lên vũ trụ tăng ổn định theo cấp số mũ trong suốt nửa thế kỷ qua, đồng nghĩa với số lượng rác vũ trụ ngày càng nhiều hơn. Cả những mảnh rác nhỏ lẫn lớn đều rất nguy hiểm khi di chuyển hỗn loạn.

Những mảnh rác lớn chiếm khá nhiều chỗ trong không gian và có nguy cơ vỡ ra thành nhiều mảnh. Những mảnh rác nhỏ thì khó theo dõi, định vị, do đó khó điều khiển tàu hay vệ tinh “luồn lách” an toàn giữa chúng. Theo tính toán, rác vũ trụ bay trong quỹ đạo với vận tốc 8 km/giây, nhanh gấp 10 lần tốc độ của đạn. Với vận tốc trên, một mảnh vụn nhỏ chỉ 1cm khi va chạm sẽ có sức nổ ngang một quả lựu đạn.

Các nghiên cứu đã chỉ ra những nguy cơ liên quan đến rác vũ trụ, đặc biệt nhấn mạnh đây là hiểm họa với ngành công nghiệp vũ trụ toàn cầu. Số lượng rác khổng lồ đe dọa Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS), kính viễn vọng Hubble và hàng trăm vệ tinh trị giá hàng tỷ USD đang phục vụ viễn thông, an ninh, dự báo thời tiết, và định vị.

Chúng có thể va chạm và gây hư hại hệ thống vệ tinh trong bối cảnh không gian để vệ tinh được phóng lên và hoạt động có giới hạn nhất định. Điều này vô tình tạo ra thêm hàng nghìn mảnh vụn, khiến công cuộc chinh phục vũ trụ có thể bị trì hoãn hoặc buộc phải dừng lại hoàn toàn.

Chưa hết, việc vệ tinh không hoạt động gây ảnh hưởng đến các tiện ích hàng ngày, khiến cuộc sống con người đảo lộn và đặt ra yêu cầu thay đổi hoàn toàn lối sống, cũng như cách làm việc.

Ý tưởng gom mảnh vụn

Trong bối cảnh này, nhiều ý tưởng dọn rác vũ trụ độc đáo được đề xuất với tham vọng tìm thấy biện pháp hữu hiệu để làm sạch quỹ đạo Trái Đất lâu dài. Mỹ từng bày tỏ ý định sử dụng tia laser từ mặt đất để làm bốc hơi một điểm trên bề mặt rác vũ trụ, tạo ra một lực bám hút rác về phía bầu khí quyển Trái Đất.

Robot bốn cánh tay ClearSpace-1 để hút rác cùng các mảnh vụn dự kiến được phóng lên vũ trụ vào năm 2025.

Một trong những ý tưởng nhận được nhiều tán dương nhất chính là sử dụng robot, như việc Trung Quốc gửi vệ tinh thử nghiệm có tên Aolong-1 vào vũ trụ để gom rác bằng cánh tay robot, hay hãng vệ tinh tư nhân Astroscale (Singapore) thiết kế các vệ tinh có khả năng phát hiện rác vũ trụ và dùng robot nam châm để gom rác, dự kiến sẽ chạy thử vào cuối năm 2019.

Độc đáo hơn, Cơ quan Vũ trụ châu Âu dự tính sẽ đưa lên vũ trụ một thiết bị robot bốn cánh tay để hút rác cùng các mảnh vụn vào năm 2025. Dự án với tên gọi ClearSpace-1 tiêu tốn 120 triệu euro, được kỳ vọng sẽ mở đường cho một loạt hoạt động dọn dẹp vũ trụ trên diện rộng.

Theo ESA, việc gây quỹ cho nhiệm vụ này được đã được thông qua tại Hội nghị của Hội đồng cấp bộ trưởng của ESA, Space19 , diễn ra ở Seville (Tây Ban Nha) vào cuối tháng 11 vừa qua.

Mục tiêu cho ClearSpace-1 là một mảnh vỡ có tên là Vespa, bị bỏ lại trên quỹ đạo quanh Trái Đất ở độ cao 800km sau một sứ mệnh của ESA năm 2013, có hình dạng đơn giản và cấu trúc vững chắc nên không bị vỡ khi được thu hồi. Theo tính toán, Vespa sẽ được đưa về Trái Đất và cho bốc cháy hoàn toàn trong khí quyển.

Trong khi đó, Nga đề xuất xây dựng một pháo đài tựa như kính thiên văn, hoạt động dựa trên nền tảng sức mạnh của tia laser, cho phép xác định chính xác mục tiêu trong không gian để bắn phá, từ đó hỗ trợ quá trình dọn sạch rác thải vũ trụ.

Chưa hết, tập đoàn vũ trụ Roscosmos của quốc gia này đang ấp ủ tham vọng phát triển một số mẫu tàu vũ trụ để quét dọn các vệ tinh không còn hoạt động cùng mảnh vỡ trên quỹ đạo quanh Trái Đất, với ngân sách đầu tư lên tới hàng trăm triệu USD.

Giới chuyên gia Nga tin rằng, có thể kiếm được tiền từ công việc dọn rác vũ trụ, khi Nga có mọi cơ hội để khai thác tiềm năng khoa học vũ trụ to lớn. Theo hứa hẹn, sau khoảng 5 năm nữa, Nga sẽ có một “pháo đài bay” hút mảnh vỡ trong không gian cỡ 5 triệu USD. Như vậy, Nga sẽ trở thành quốc gia đầu tiên thành lập thị trường về dọn rác vũ trụ.

Nguy cơ và thách thức

Trong vòng hơn 50 năm qua, quỹ đạo thấp của Trái Đất đã trở thành bãi rác khổng lồ. Hàng chục triệu mảnh rác nhỏ như các bu lông, hay những khối dung dịch làm mát động cơ bị đông lạnh, không thể tự rơi xuống đất. Ngay cả những mảnh rác tí hon khi di chuyển qua quỹ đạo cũng có thể bay cực nhanh đủ để trở thành những “viên đạn” chết người. Nhiều ý tưởng dọn rác xuất hiện, nhưng vẫn còn đó thách thức liên quan đến vận chuyển.

ESA kêu gọi các quốc gia cùng nhau thiết lập những quy chuẩn mới khi phóng vật thể vào vũ trụ.

Đơn cử như chuyện xây dựng một tàu vũ trụ không người lái để có thể theo dõi, tiếp cận và hút lấy các mảnh rác đang bay xuyên qua không gian với vận tốc tới 8 km/giây là vô cùng khó khăn. Ngay cả khi công nghệ hoạt động hiệu quả, con người vẫn phải đối mặt với vấn đề chi phí đầy nan giải.

Việc nhiều siêu cường tham gia cuộc đua dọn rác vũ trụ gây nhiều hoài nghi và quan ngại bởi sự thiếu tin tưởng chiến lược giữa các nước. Giới chuyên gia nhận định bất kỳ công nghệ gì được áp dụng với những mảnh vụn trôi nổi trong vũ trụ như laser, nam châm hay robot đều có thể được tận dụng cho mục đích gây nhiễu hay phá hủy các vệ tinh còn hoạt động.

Ngoài ra, việc dọn rác vũ trụ hiện vướng phải trở ngại lớn trong luật pháp quốc tế: yêu cầu giấy phép của chủ rác. Dựa theo Hiệp ước 1967, các vật thể nhân tạo trong vũ trụ thuộc về các quốc gia đã phóng chúng lên, và không được đụng chạm nếu không được các chủ nhân đó cho phép.

Đáng quan tâm hơn, nhiều quốc gia lên tiếng trước các động thái thử tên lửa chống vệ tinh góp phần xả thêm rác vào vũ trụ. Để tránh bị chỉ trích hoặc kích hoạt một cuộc đua vũ trang vào thời điểm không cần thiết, các vụ bắn vệ tinh thường bị che giấu dưới nhiều danh nghĩa khác nhau. Sau các động thái này, số lượng mảnh vụn trôi dạt trong không gian lại tăng lên, đe dọa đến các hoạt động vệ tinh trên quỹ đạo Trái Đất, khiến nhiều quốc gia lo ngại, đặc biệt là những nước phụ thuộc vào mạng lưới vệ tinh.

Thế nhưng, khi một quốc gia muốn dọn dẹp vũ trụ, họ bị cho là châm ngòi căng thẳng. Nga từng bị Mỹ cảnh báo trước viễn cảnh chiến tranh không gian sau dự án pháo đài tia tử thần, mặc cho lời thanh minh nó chỉ được dùng để phá vỡ những mảnh vụn có khả năng ảnh hưởng đến tàu vũ trụ của Moscow.

Mới đây, ESA kêu gọi các quốc gia cùng nhau thiết lập những quy chuẩn mới khi phóng vật thể vào vũ trụ. Trong đó, ESA đặc biệt nhấn mạnh yêu cầu cụ thể trách nhiệm với việc “xả” rác trong vũ trụ, cũng như trả tiền cho việc dọn dẹp.

Bên cạnh đó, quốc gia nào có vật thể bay bị hư hỏng trong không gian có thể phải đặt hàng dọn dẹp bởi loại rác này đe dọa bất kỳ vệ tinh nào và vào bất cứ lúc nào, cho dù đó là của Nga, Trung Quốc, Mỹ hoặc châu Âu.

Thậm chí, Cơ quan Vũ trụ châu Âu cho rằng cần phải đưa ra một hiệp ước quân sự mới, nhằm kiểm soát và quản lý mối đe dọa từ rác vũ trụ, đồng thời cấm các vụ bắn hạ vệ tinh bằng tên lửa, song song với tiến hành công tác nghiên cứu công nghệ dọn rác vũ trụ để ứng dụng trong tương lai…

Nguyễn Tuyết – Hồng Hạnh

Theo antgct.cand.com.vn