Vệ tinh Starlink của Elon Musk đang rơi trở lại Trái Đất: Tầng ozone có gặp nguy hiểm?

6 giờ trướcBài gốc

Vào tháng 1, khoảng 120 vệ tinh Starlink của SpaceX đã bốc cháy trong bầu khí quyển Trái Đất. Theo báo cáo, mỗi ngày có từ ba đến bốn vệ tinh rơi trở lại, tạo ra những cơn mưa sao băng nhân tạo có thể nhìn thấy ở nhiều nơi trên thế giới.

Mặc dù những cảnh tượng này trông vô hại, thậm chí đẹp mắt, các nhà khoa học đã cảnh báo về nguy cơ nghiêm trọng đối với môi trường. Các vệ tinh rơi vào tầng trung lưu (mesosphere) trước khi các hạt kim loại của chúng lắng xuống tầng bình lưu (stratosphere) – nơi chứa tầng ozone bảo vệ Trái Đất. Vấn đề chính là sự phát tán các hạt oxit nhôm, có thể gây tổn hại đến tầng ozone về lâu dài.

Vệ tinh rơi trở lại bầu khí quyển gây ra điều gì?

Tháng 1 chứng kiến số lượng vệ tinh rơi trở lại lớn nhất từ trước đến nay. Khi tái nhập khí quyển, nhôm trong các vệ tinh tạo ra oxit nhôm – một mối đe dọa đối với tầng ozone. Các vệ tinh quỹ đạo thấp (LEO) thường bay ở độ cao từ 550 đến 1.200 km. Khi kết thúc vòng đời, chúng được cho rơi xuống Trái Đất nhằm tránh tích tụ rác vũ trụ, một giải pháp được coi là có trách nhiệm với môi trường không gian.

Trong quá trình rơi, vệ tinh di chuyển với tốc độ khoảng 27.000 km/h. Khi va chạm với khí quyển dày đặc, ma sát khí động học tạo ra nhiệt lượng cực lớn khiến vệ tinh gần như ngay lập tức bị phân rã, hầu hết các thành phần bốc hơi hoàn toàn trước khi chạm đất nhằm tránh gây nguy hiểm cho con người và tài sản.

Tuy nhiên, các nhà khoa học cảnh báo quá trình này không hoàn toàn “trung lập với môi trường”. Nhôm, chiếm khoảng 40% khối lượng của một vệ tinh Starlink (trung bình nặng 250 kg), khi cháy sẽ tạo ra khoảng 30 kg hạt oxit nhôm, tồn tại dưới dạng các hạt nano nhỏ bé lơ lửng trong tầng khí quyển trên cao.

Tại sao oxit nhôm là vấn đề?

Các hạt oxit nhôm thường tồn tại lâu trong tầng trung lưu (cách mặt đất 50-80 km) trước khi rơi xuống tầng bình lưu – nơi có tầng ozone bảo vệ Trái Đất khỏi tia cực tím có hại.

Theo các nhà nghiên cứu từ Đại học Nam California, oxit nhôm có thể đóng vai trò là chất xúc tác trong các phản ứng hóa học liên quan đến clo, tương tự như cách các hợp chất CFC (chlorofluorocarbon) từng phá hủy tầng ozone. Dù không trực tiếp tiêu diệt ozone như CFC – chất đã bị cấm theo Nghị định thư Montreal năm 1987 – nhưng oxit nhôm có thể hoạt động như một chất xúc tác, thúc đẩy phản ứng phá hủy ozone mà không bị tiêu hao. Theo nghiên cứu, một hạt oxit nhôm có thể góp phần phá hủy hàng nghìn phân tử ozone trong nhiều thập kỷ.

Vệ tinh rơi trở lại là điều bình thường

Các vệ tinh quỹ đạo thấp như Starlink được thiết kế để tự rơi xuống Trái Đất sau khi hết vòng đời nhằm tránh tạo rác vũ trụ. Chúng có hệ thống đẩy giúp thực hiện các thao tác điều hướng để quay trở lại khí quyển và bốc cháy. Nếu vệ tinh gặp sự cố và mất kiểm soát, lực cản khí quyển vẫn sẽ làm chậm và kéo nó xuống theo thời gian. Cơ chế này được xem là biện pháp an toàn mặc định cho các vệ tinh quỹ đạo thấp.

Điều quan trọng là các vệ tinh không rơi sớm trong suốt vòng đời hoạt động mà chỉ bị điều hướng rơi khi hoàn thành nhiệm vụ.

Các nhà khoa học phản ứng như thế nào?

Nhiều nghiên cứu gần đây cho thấy lượng oxit nhôm trong khí quyển gia tăng đáng kể do vệ tinh rơi trở lại. Tháng 2/2023, NASA đã thực hiện các chuyến bay thử nghiệm ở độ cao khoảng 18 km trên bầu trời Alaska, thu thập các mẫu khí dung. Kết quả cho thấy 10% số hạt axit sulfuric trong tầng bình lưu có kích thước lớn hơn 120 nanomet chứa nhôm và kim loại khác từ vệ tinh và tên lửa quay trở lại khí quyển.

Nghiên cứu từ Đại học Nam California cho thấy ôxít nhôm có thể hoạt động như chất xúc tác cho các phản ứng hóa học liên quan đến clo, tương tự như quá trình gây suy giảm ozone do chlorofluorocarbon (CFC) trong quá khứ. Mặc dù ôxít nhôm không trực tiếp phá hủy ozone, nhưng chúng có thể thúc đẩy các phản ứng hóa học dẫn đến sự suy giảm ozone. Một hạt ôxít nhôm có thể góp phần phá hủy hàng nghìn phân tử ozone trong nhiều thập kỷ.

Số lượng vệ tinh Starlink tăng nhanh trong những năm gần đây đã làm gia tăng lượng ôxít nhôm trong khí quyển. Nếu xu hướng này tiếp tục, lượng ôxít nhôm thải ra có thể đạt 360 tấn mỗi năm, tăng 646% so với mức tự nhiên trong khí quyển. Điều này có thể gây ra suy giảm tầng ozone, ảnh hưởng tiêu cực đến sức khỏe con người và môi trường.

Vấn đề lớn hơn là độ trễ tác động. Theo mô phỏng, các hạt sinh ra ở tầng trung lưu có thể mất từ 20 đến 30 năm để rơi xuống tầng ozone, đồng nghĩa với việc ảnh hưởng môi trường từ các vệ tinh rơi hôm nay sẽ chỉ bộc lộ rõ sau nhiều thập kỷ. Các nhà khoa học cảnh báo rằng đến khi phát hiện sự suy giảm đáng kể của tầng ozone, lượng oxit nhôm trong tầng trung lưu có thể đã quá cao, gây tác động kéo dài trong nhiều năm. Các mô hình dự báo rằng trong trường hợp xấu nhất, hiện tượng này có thể khiến tầng ozone tại Nam Cực mất thêm 0,05% mỗi năm – dù con số này nhỏ, nó có thể làm chậm hoặc đảo ngược quá trình phục hồi của tầng ozone.

Ngoài ra, các vệ tinh bốc cháy trong khí quyển có thể tạo ra các lỗ thủng mới trong tầng ozone. Các chuyên gia đã biết về nguy cơ này khi thấy các tên lửa đốt cháy nhiên liệu chứa nhiều nhôm, tạo ra những lỗ nhỏ trong tầng ozone trong quá trình phóng.

Tình trạng này đòi hỏi sự quan tâm và hành động kịp thời từ cộng đồng quốc tế để bảo vệ tầng ozone và đảm bảo sự bền vững của môi trường không gian

Thách thức và giải pháp tiềm năng

Dù mối lo ngại là có cơ sở, vẫn chưa có khung pháp lý toàn diện để giải quyết vấn đề ô nhiễm do vệ tinh quay trở lại khí quyển. Hiện tại, Ủy ban Truyền thông Liên bang Mỹ (FCC) cấp phép cho các chòm vệ tinh nhưng không tính đến tác động môi trường từ các mảnh vỡ tái nhập khí quyển. Ngoài ra, vệ tinh thương mại cũng không bị xem xét trong Đạo luật Chính sách Môi trường Quốc gia (NEPA) của Mỹ.

Ở cấp độ quốc tế, Ủy ban Liên Hợp Quốc về Sử dụng Hòa bình Không gian Vũ trụ (COPUOS) đã bắt đầu thảo luận về các hướng dẫn bảo vệ không gian, nhưng tiến độ còn chậm. Hiện chưa có hiệp ước ràng buộc nào về vấn đề ô nhiễm từ vệ tinh rơi trở lại.

Các chuyên gia cho rằng cần có sự phối hợp giữa các bên liên quan để giải quyết thách thức này. Các nhà sản xuất vệ tinh có thể nghiên cứu vật liệu thay thế nhôm hoặc thiết kế vệ tinh có thể được đẩy lên quỹ đạo “nghĩa trang” thay vì để rơi xuống. Tuy nhiên, phương án này sẽ đòi hỏi nhiều nhiên liệu hơn và chỉ giúp trì hoãn vấn đề trong vài năm.

Tháng 10/2024, Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) đã đàm phán với SpaceX để tham gia sáng kiến quốc tế nhằm giảm thiểu rác vũ trụ. Theo sáng kiến “Zero Debris” của ESA, mục tiêu là ngăn chặn sự gia tăng của các mảnh vỡ quỹ đạo trước năm 2030.

Theo Theo nguồn tin tổng hợp

Huy Hoàng

Nguồn Thị Trường Tài Chính : https://thitruongtaichinh.kinhtedothi.vn/tai-chinh/ve-tinh-starlink-cua-elon-musk-dang-roi-tro-lai-trai-dat-tang-ozone-co-gap-nguy-hiem-138162.html