Vì sao rác vũ trụ trở thành mối nguy với vệ tinh?
Bầu trời quanh Trái đất đông đúc hơn bao giờ hết. Không chỉ có vệ tinh viễn thông, vệ tinh quan sát, tàu vũ trụ hay thiết bị nghiên cứu khoa học, quỹ đạo hành tinh còn chứa lượng lớn vật thể đã hết nhiệm vụ. Đó là thân tên lửa bị bỏ lại, vệ tinh chết, mảnh kim loại, ốc vít, mảnh sơn và nhiều phần tử nhỏ sinh ra từ các vụ va chạm hoặc nổ trên quỹ đạo.
Accu lưu ý rằng không có dự án lớn nào đang được phát triển để loại bỏ rác thải vũ trụ. Ảnh: Mark Garlick / Science Photo Library qua Getty Images.
Theo Popular Science dẫn báo cáo mới từ Accu, gần một nửa số vật thể đã biết đang bay quanh Trái đất có thể được xếp vào nhóm rác vũ trụ. Dữ liệu từ Mạng lưới Giám sát Không gian Mỹ và cơ sở Space Track cho thấy ít nhất 12.550 mảnh rác quỹ đạo đang được theo dõi, không còn khả năng kiểm soát hay mục đích sử dụng. Con số này tương đương khoảng 47% trong tổng số 33.269 vật thể đã biết, trong đó có gần 17.690 vệ tinh.
Điều đáng lo là số liệu trên mới phản ánh phần có thể theo dõi. Nhiều vệ tinh trong nhóm “đang tồn tại” đã ngừng hoạt động. Khoảng 2.400 thân tên lửa sau phóng cũng còn trôi nổi. Nếu tính cả các vật thể nhỏ hơn, khó phát hiện bằng radar và kính thiên văn, lượng rác thực tế có thể cao hơn nhiều.
Rác vũ trụ nguy hiểm vì chúng không đứng yên. Nhiều mảnh di chuyển quanh Trái đất với tốc độ khoảng 17.400 dặm mỗi giờ, tức xấp xỉ 28.000 km/h. Ở vận tốc đó, một vật thể nhỏ như đầu đinh cũng có thể gây hư hại lớn nếu va vào vệ tinh, tàu vũ trụ hoặc Trạm Vũ trụ quốc tế. Năm 2016, một mảnh vỡ rất nhỏ từng để lại vết lõm rộng khoảng 0,6 cm trên cửa sổ Cupola của Trạm Vũ trụ quốc tế.
Bức tranh quỹ đạo vì thế đang trở thành bài toán an toàn của cả nhân loại. Các quốc gia ngày càng phụ thuộc vào vệ tinh để định vị, dự báo thời tiết, quan sát khí hậu, dẫn đường hàng hải, truyền hình, Internet và giám sát thiên tai. Một vụ va chạm lớn trên quỹ đạo có thể tạo thêm hàng nghìn mảnh vỡ, kéo theo nguy cơ va chạm dây chuyền. Khi rác càng nhiều, việc phóng vệ tinh mới càng khó, chi phí vận hành càng cao và khả năng bảo vệ các nhiệm vụ có người lái càng phức tạp.
Báo cáo của Accu cũng chỉ ra tỉ lệ đáng chú ý: cứ 10 vệ tinh quay quanh Trái đất thì có khoảng 7 vật thể rác quỹ đạo. Về nguồn phát sinh, Trung Quốc chiếm khoảng 34% lượng rác được ghi nhận, trong khi Mỹ và nhóm các quốc gia thuộc Cộng đồng các quốc gia độc lập, gắn với Nga, mỗi bên chiếm khoảng 31%. Các con số này phản ánh lịch sử nhiều thập niên chinh phục không gian, từ phóng vệ tinh, thử nghiệm tên lửa đến các sự cố ngoài ý muốn.
Dọn rác vũ trụ: thách thức lớn của kỷ nguyên vệ tinh
Thông thường, nhiều vật thể bị bỏ lại sẽ dần rơi xuống do quỹ đạo suy giảm dưới tác động của lực hấp dẫn và ma sát khí quyển. Khi tái nhập khí quyển, chúng thường cháy rụi trước khi chạm mặt đất. Tuy nhiên, quá trình này có thể kéo dài nhiều năm, thậm chí lâu hơn tùy độ cao quỹ đạo. Trong thời gian đó, chúng tiếp tục là mối đe dọa cho mọi thiết bị đang hoạt động.
Ngay cả khi cháy trong khí quyển, vấn đề cũng chưa hẳn kết thúc. Một số vật liệu như nhôm, đồng, lithium có thể bốc hơi trước khi rơi xuống, nhưng các hạt vật chất vẫn tồn tại ở tầng khí quyển trên cao. Các nhà khoa học cần thêm nghiên cứu để đánh giá đầy đủ tác động, song đã có bằng chứng cho thấy chúng có thể ảnh hưởng bất lợi đến tầng ozone. Điều này khiến rác vũ trụ không chỉ là rủi ro kỹ thuật, mà còn là câu hỏi môi trường mới trong kỷ nguyên không gian.
Trong bối cảnh nhiều nước đặt mục tiêu xây dựng sự hiện diện dài hạn trên quỹ đạo, trên Mặt trăng và xa hơn, rác vũ trụ trở thành “điểm nghẽn” không thể né tránh. Hạ tầng không gian càng mở rộng, lượng vệ tinh thương mại càng tăng, nhu cầu internet vệ tinh và quan sát Trái đất càng lớn thì nguy cơ ùn tắc quỹ đạo càng rõ. Không gian gần Trái đất vốn rộng lớn, nhưng các quỹ đạo hữu ích lại có giới hạn.
Giải pháp hiện nay vẫn còn khiêm tốn so với quy mô vấn đề. Popular Science cho biết chưa có nhiều dự án lớn thực sự bước vào giai đoạn xử lý rác vũ trụ ở quy mô rộng. Dù vậy, Cơ quan Vũ trụ châu Âu đang thúc đẩy sứ mệnh ClearSpace 1, được xem là một trong những nỗ lực đầu tiên nhằm thu gom chủ động vật thể rác trên quỹ đạo. Một số công nghệ đang được nghiên cứu, như cánh tay robot, buồm kéo để vật thể giảm tốc và rơi xuống khí quyển.
Tổng khối lượng rác vũ trụ hiện được ước tính khoảng 15.550 tấn, tương đương sức nặng của khoảng 40 máy bay phản lực cỡ lớn. Con số này không chỉ gây ấn tượng vì quy mô, mà còn vì xu hướng tiếp tục tăng. Khi rác được tạo ra nhanh hơn tốc độ xử lý, quỹ đạo quanh Trái đất giống một tuyến cao tốc ngày càng nhiều xe hỏng nhưng chưa có đội cứu hộ đủ mạnh.
Thông điệp quan trọng từ các số liệu mới không phải là nỗi sợ, mà là lời nhắc về quản trị không gian. Mỗi lần phóng vệ tinh cần đi kèm kế hoạch kết thúc vòng đời, đưa thiết bị rời khỏi quỹ đạo an toàn hoặc tái nhập khí quyển có kiểm soát. Các quốc gia cũng cần chia sẻ dữ liệu, phối hợp cảnh báo va chạm và xây dựng quy tắc chung để hạn chế tạo thêm rác.
Nguyễn Tuyết