Rác vũ trụ đang bao vây Trái Đất

Tháng 9/2019, một vụ va chạm giữa vệ tinh của Cơ quan không gian châu Âu (ESA) và SpaceX đã suýt nữa xảy ra. Với vận tốc lao vào nhau hơn 51.000 km/h, Không quân Mỹ đã cảnh báo cả hai đơn vị về vụ va chạm, xác suất xảy ra lên tới 1/1.000. Nếu từng xem phim Gravity, bạn sẽ hiểu cảnh hàng vạn mảnh vỡ của hai vệ tinh quét qua vũ trụ như thế nào.

May mắn là ESA đã kịp thay đổi quỹ đạo vệ tinh của mình và vụ va chạm không xảy ra. Theo Digital Trends, đây chỉ là 1 trong nhiều trường hợp rủi ro có thể xảy ra khi vũ trụ quá chật chội. Với hàng triệu vật thể bay xung quanh Trái Đất ở tốc độ rất cao, xác suất xảy ra va chạm cũng rất lớn.

Cái bẫy rác vũ trụ

Khi một vệ tinh hết hạn, không sử dụng được nữa, nó sẽ tiếp tục quỹ đạo của mình. Một tên lửa đẩy sau khi hoàn thành nhiệm vụ đưa tàu vũ trụ lên quỹ đạo cũng sẽ bị bỏ lại trên không trung. Và khi hai vật thể trên vũ trụ va chạm với nhau và tạo hàng triệu mảnh vỡ, chúng cũng được bỏ lại trên không gian.

Chẳng có ai đưa tàu lên và thu gom các mảnh vỡ trên vũ trụ cả. Tất cả những vật liệu do con người bỏ lại từ trước tới nay được gọi là rác vũ trụ.

Vệ tinh cũ và tất cả những gì con người bỏ lại sẽ trở thành rác vũ trụ, bao vây chúng ta trong tương lai.

Nghiên cứu về rác vũ trụ chỉ bắt đầu vào cuối thập niên 1970. 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 chúng ta không thể phóng vệ tinh lên mà không va chạm vào một vật thể khác.

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.

Vệ tinh của ESA và SpaceX đã không va chạm với nhau, nhưng những trường hợp khác không có kết thúc có hậu như vậy.

Năm 2009, hai vệ tinh va vào nhau ở vận tốc 11.700 m/s 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.

Những mảnh rác vũ trụ đang bao vây Trái Đất, có thể khiến chúng ta không còn chỗ phóng vệ tinh trong tương lai. Ảnh: Nikkei.

Vụ va chạm này đã khiến giới khoa học giật mình về nguy cơ của những mảnh vỡ bị bỏ lại trên vũ trụ. 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 trong hàng nghìn năm tới.

Nguy cơ của các mảnh rác vũ trụ

Đối tượng đầu tiên có thể gặp họa từ những mảnh rác vũ trụ là các vệ tinh hay tàu không gian bay gần Trái Đất, như Trạm vũ trụ quốc tế (ISS). Với độ cao trung bình của quỹ đạo khoảng 330 km, ISS nằm ngay trong độ cao có nhiều mảnh rác vũ trụ. Kích thước lớn của ISS cũng khiến xác suất nó bị mảnh rác đâm trung cao hơn.

Do vậy, ISS được thiết kế để có thể chịu những va chạm với mảnh rác có kích thước tới 1 cm. Đơn vị quản lý ISS cũng phải thường xuyên theo dõi những nguy cơ đang đến gần.

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.

"Trạm vũ trụ là đối tượng đầu tiên được điều khiển quỹ đạo để tránh những vật thể đến gần nó. Vấn đề là bạn không thể dự đoán khi nào thì va chạm xảy ra, mà chỉ có thể dự đoán rằng có khả năng một thứ gì đó sẽ bay ngang qua quỹ đạo", ông Kessler chia sẻ.

Ngoài ISS, các loại vệ tinh, kính thiên văn Hubble hoạt động ở quỹ đạo Trái Đất tầm thấp cũng có nguy cơ cao gặp rác vũ trụ. Thậm chí các vệ tinh hoạt động cao hơn ở quỹ đạo vệ tính cũng có thể bị đâm vào rác vũ trụ.

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 ai đưa ra câu trả lời về tình trạng rác vũ trụ", ông Kessler nhận xét. Theo ông, đây là câu hỏi quan trọng, để biết được khi nào thì lượng rác trên vũ trụ sẽ đủ dày để không thể phóng tên lửa lên nữa.

Vấn đề lớn nhất để giải quyết rác vũ trụ là quy định luật pháp. Đã có những ý kiến về yêu cầu vệ tinh sau khi không sử dụng phải được đưa trở về quỹ đạo Trái Đất tầm trung, để có thể quay lại bầu khí quyển và bị đốt cháy. Như vậy, trách nhiệm tiêu hủy vật thể bay qua sử dụng thuộc về đơn vị quản lý vũ trụ.

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

Tuy nhiên, điều này chưa được đưa vào luật, và chẳng công ty nào bị phạt nếu không làm theo. Thậm chí, kể cả khi mọi công ty đều làm theo quy định tiêu hủy, số lượng vệ tinh bị phá hủy sẽ không đủ bù đắp số lượng rác vũ trụ vẫn đang tăng lên. Mỗi vụ va chạm đều có thể tạo ra hàng nghìn mảnh vỡ mới.

Kế hoạch khác là loại bỏ 500 mảnh vỡ lớn nhất trên vũ trụ. Theo ông Kessler, mỗi năm có thể loại bỏ khoảng 5 mảnh rác lớn, và qua 100 năm lượng rác giảm đi sẽ giúp cân bằng không gian xung quanh Trái Đất.

Dù vậy, loại bỏ rác vũ trụ cũng không hề dễ. Các mảnh vỡ, tàu vũ trụ hay tên lửa cũ thường xoay vòng vòng, không có chỗ để móc nối. Một số mảnh vỡ có kích thước tương đương một chiếc xe bus đưa đón học sinh.

Một phương án khác để giảm thiểu rác vũ trụ là tìm cách kéo dài tuổi thọ của các vệ tinh. Các nhà khoa học thậm chí còn tính đến các phương án giữ rác vũ trụ, thêm móc để dễ giữ lại vệ tinh khi "dọn dẹp" trên không.

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