Xung quanh Trái Đất toàn là rác

Kể từ năm 1957, quỹ đạo thấp quanh Trái đất đã trở thành một môi trường đầy ‘rác thải’ sau hơn 2.200 lần phóng vệ tinh.

Rác vũ trụ có thể là những vệ tinh đã ngừng hoạt động hay các mảnh vụn của các tên lửa. Khi một vệ tinh bay chậm lại, nó sẽ giảm dần độ cao, gặp nhiều ma sát hơn với bầu khí quyển cho tới khi cháy và bốc hơi. Tuy nhiên, nhiều vệ tinh hay vật thể tiếp tục ở lại quỹ đạo, trở thành rác vũ trụ.

Một nguyên nhân khác gây ra rác vũ trụ chính là các vụ va chạm. Năm 2007, hàng triệu mảnh vụn được tạo ra trên quỹ đạo quanh Trái Đất khi Trung Quốc phóng tên lửa để phá hủy một vệ tinh của mình, theo Guardian.

Minh họa về lượng rác vũ trụ bao quanh Trái Đất vào năm 2015 do Stuart Gray, một kỹ sư hàng không vũ trụ tại Đại học Strathclyde, tạo ra. Ảnh: Stuart Gray/ Youtube.

Có kích cỡ to như một chiếc xe tải hoặc đôi khi nhỏ như đồng xu, thậm chí chỉ vài micron, nhưng rác vũ trụ là mối đe dọa với ngành công nghiệp vũ trụ toàn cầu. Chúng bay trong quỹ đạo với vận tốc 8km/giây, nhanh gấp 10 lần tốc độ của đạn, theo CNN. Với vận tốc trên, một mảnh vụn nhỏ 1 cm khi va chạm cũng có sức nổ ngang một quả lựu đạn.

Rác vũ trụ không ngừng tăng

Hiện nay, số lượng rác vũ trụ tồn tại xung quanh Trái Đất là một con số khổng lồ và chúng đang ngày càng tăng khi các vệ tinh vẫn được phóng lên đều đặn.

Gần đây, công ty hàng không tư nhân của tỷ phú Elon Musk, SpaceX, vừa đưa vào vũ trụ thêm 60 vệ tinh Starlink mới, qua đó nâng tổng số vệ tinh của “chòm sao Starlink” trên quỹ đạo thấp lên 422.

Starlink là dự án được SpaceX xây dựng nhằm cung cấp truy cập Internet giá rẻ qua vệ tinh cho mọi người. Theo TNW, SpaceX vẫn đang tiếp tục phát triển chùm vệ tinh Starlink và họ dự định số lượng có thể lên tới 12.000 vệ tinh.

Một “lô” gồm 60 vệ tinh Startlink được SpaceX phóng lên quỹ đạo thấp Trái Đất. Ảnh: SpaceX.

Nhờ những tiến bộ trong công nghệ chế tạo vệ tinh, việc phóng vệ tinh giờ không còn là một vấn đề quá khó khăn.

Do đó, không chỉ SpaceX, mà Amazon hay công ty truyền thông vệ tinh (telesat) của Canada và các nước khác cũng đang lên kế hoạch cho các dự án vệ tinh có quy mô tương tự. Đây chính là lý do đang khiến quỹ đạo thấp của Trái Đất “đông đúc” hơn bao giờ hết.

Số lượng vệ tinh nhiều như vậy đã khiến vấn đề rác vũ trụ càng trở nên cấp bách hơn. Hãy thử tưởng tượng sau khi ngừng hoạt động chúng sẽ tạo ra bao nhiêu rác ngoài không gian, đó còn chưa kể đến những mảnh vỡ từ va chạm giữa vệ tinh với các vật thể khác.

Ông Donald Kessler, nhà khoa học hàng đầu nghiên cứu về vật thể bị bỏ lại trên vũ trụ của NASA cảnh báo sẽ có ngày rác vũ trụ trở nên quá nhiều, đến nỗi mỗi khi chúng ta phóng vệ tinh lên thì chắc chắn va chạm vào một vật thể nào đó.

Đến lúc đó, chúng ta sẽ thành tù nhân trên chính hành tinh của mình, và chẳng biết đổ cho ai khác ngoài loài người.

Hiểm họa từ rác vũ trụ

Các nhà thiên văn học nghiệp dư và các chuyên gia đã bày tỏ quan ngại về việc rác vũ trụ cản trở công tác nghiên cứu của họ.

Cụ thể, các tấm pin của vệ tinh có thể phản xạ nên chúng đã khuếch đại các tia từ Mặt Trời chiếu vào Trái Đất và tạo ra những chùm sáng mạnh, chói hơn nhiều so với ánh sáng thông thường. Kết quả là các nhà thiên văn học gặp khó khi quan sát các vật thể ngoài không gian.

Rác vũ trụ tồn tại quanh Trái Đất đang ở mức đáng báo động. Ảnh: BBC.

Số tiền đầu tư cho kính viễn vọng quang học ở hiện tại đã lên đến hàng tỷ USD và chắc chắn nó sẽ còn cao hơn trong những thập kỷ tiếp theo khi nhu cầu khám phá của các nhà khoa học vũ trụ tăng không ngừng. Do đó, mối đe dọa từ phản xạ vệ tinh cần phải được xử lý nhanh chóng.

SpaceX đã đảm bảo rằng chùm vệ tinh Starlink sẽ không gây khó khăn cho quá trình quan sát của các nhà thiên văn học. Họ cũng cho biết mình đã thực hiện các bước để giảm thiểu tối đa tác động của các vệ tinh lên kính viễn vọng.

Theo TNW, 422 vệ tinh trong dự án Startlink đã được phóng lên của SpaceX hiện vẫn đang hoạt động đúng như mong đợi và khẳng định phía trên của công ty này hoàn toàn không phải là “lời nói gió bay”.

Ngoài ra, các loại vệ tinh, tàu không gian… hoạt động ở quỹ đạo Trái Đất tầm thấp cũng có nguy cơ gặp họa từ những mảnh rác vũ trụ. Thậm chí các vệ tinh ở quỹ đạo cao hơn còn có thể bị đâm vào rác vũ trụ khi đang bay.

Để giữ vệ tinh bay trên quỹ đạo mong muốn, các công ty phải tính toán làm sao để cân bằng được hai yếu tố là tốc độ của vệ tinh và tác động của lực hấp dẫn Trái Đất lên nó.

Tốc độ mà một vệ tinh cần chuyển động để đạt được sự cân bằng này phụ thuộc vào độ cao từ nó đến Trái Đất, càng gần Trái Đất, tốc độ yêu cầu sẽ càng nhanh hơn. Chẳng hạn như ở độ cao 1200 km, vận tốc yêu cầu của vệ tinh là khoảng 28.000 km/h.

Tuy nhiên, ngay cả khi hết hạn, không sử dụng được nữa, nó vẫn sẽ tiếp tục quỹ đạo của mình với vận tốc tương tự. Thế nên, va chạm giữa các vệ tinh hoàn toàn có thể xảy ra.

Vệ tinh trở nên “sáng chói” hơn sau khi chúng phản chiếu ánh sáng Mặt Trời. Ảnh: CNN.

Năm 2009, hai vệ tinh va vào nhau ở vận tốc 11.700 m/giây và tan thành những mảnh vỡ siêu nhỏ, tiếp tục di chuyển trên quỹ đạo gốc của chúng. Một trong hai là vệ tinh Kosmos của Nga. Kosmos lúc đó đã không còn được sử dụng, và bị bỏ lại trên không trung. Nói cách khác, lúc đó nó là một mảnh rác vũ trụ.

Không chỉ vậy, những mảnh vỡ được tạo ra từ vụ va chạm, như đã nói, vẫn tiếp tục bay trên quỹ đạo ở tốc độ rất cao, và điều này khiến xác suất xảy ra va chạm giữa chúng và các trạm vũ trụ hay các vê tinh ngày càng cao.

Theo tính toán của NASA, khi hai vệ tinh va vào nhau, chúng tạo ra hơn 1.000 mảnh vỡ với kích thước lớn hơn 10 cm, có thể tiếp tục đe dọa những vệ tinh khác trong hàng nghìn năm tới.

Nếu từng xem phim Gravity, bạn sẽ biết hàng vạn mảnh vỡ của hai vệ tinh có sức tàn phá kinh khủng như thế nào.

Trong bộ phim Gravity, hai phi hành gia đã suýt mất mạng khi rác vũ trụ va vào trạm không gian của họ. Ảnh chụp màn hình.

Việc rác vũ trụ tồn tại dày đặc cũng khiến phóng tên lửa lên ngày càng khó khăn. Khi phóng lên, tốc độ của tên lửa đủ nhanh để không va chạm với những mảnh rác vũ trụ đang lơ lửng trên không. Tuy nhiên, càng về sau thì số lượng rác vũ trụ sẽ càng nhiều, khiến việc phóng tên lửa khó khăn, đắt đỏ hơn.

Chưa có phương án “dọn rác” triệt để

Mặc dù vệ tinh và phương tiện không gian được trang bị một lớp “áo giáp” để ngăn rác vũ trụ đâm vào chúng, nhưng nó chỉ có tác dụng khi vật thể đó nhỏ hơn 1cm, những mảnh rác vũ trụ lớn hơn vẫn có thể gây thiệt hại. Do đó, các cơ quan không gian như NASA và ESA vẫn đang thực hiện các dự án nghiên cứu những mảnh vỡ không gian với mục đích quan sát và phát triển các chiến lược để kiểm soát tác động của chúng.

Tuy nhiên, nhiều người vẫn không nhận ra rằng chính việc thương mại hóa không gian đang không ngừng tăng mới là nguyên nhân chính khiến vũ trụ ngày càng tắc nghẽn.

Thiết bị giăng lưới, “bắt” rác vũ trụ của NASA. Ảnh: NASA.

Chính quyền và các công ty thương mại ở mỗi nước phải phối hợp cùng nhau để nghĩ ra những phương án hiệu quả, có thể giảm thiểu số lượng rác vũ trụ mỗi khi phóng vệ tinh. Mục tiêu là thu hồi nhiều rác vũ trụ nhất có thể và ngăn chúng tiếp tục xuất hiện bằng cách loại bỏ các vệ tinh dư thừa.

Điển hình như Anh đã phóng thành công vệ tinh dọn rác có tên RemoveDebris vào năm 2018. Thiết bị này mang theo một tấm lưới để vớt các mảnh rác vũ trụ cùng một chiếc lao móc có thể bắn vào và kéo các vật thể lớn hơn.

Thêm vào đó, các nhà khoa học cũng đang nghiên cứu cách kéo dài tuổi thọ của các vệ tinh để giảm thiểu rác trên vũ trụ.

Giống biến đổi khí hậu, rác vũ trụ là một vấn đề toàn cầu và cần sự hợp tác của nhiều quốc gia. Giảm thiểu loại rác này là điều bắt buộc phải làm nếu chúng ta còn muốn tận dụng các công nghệ viễn thông.