Phế liệu ngoài không gian

Các nhà khoa học ngày càng lo lắng về các mảnh vỡ kim loại đang bay lẩn quẩn trên quỹ đạo trái đất.

Ngày 10/2/2009 là một ngày bình thường như bao nhiêu ngày khác trong quãng đời 11 năm tuổi của Iridium 33.

Hàng trăm ngàn mảnh vỡ kim loại đang bay trên quỹ đạo trái đất

Đây là một trong số 66 vệ tinh nhỏ đang bay trên quỹ đạo tráiđất có nhiệm vụ nhận và chuyển tín hiệu của các điện thoạivệ tinh.

Vào lúc 3 giờ sáng cùng ngày, một báo cáo cho biết: còn haitiếng nữa, Iridium 33 sẽ bay rất gần, chỉ cách một vệ tinh khác600m. Đó là một vệ tinh truyền tin đã ngưng hoạt động có tên làCosmos 2251.

Sự việc diễn ra đúng như vậy, nhưng không may lại quá gần. Haivệ tinh đụng nhau, rải vào không gian hàng trăm mảnh vỡ cóđường kính lớn hơn 10cm – tức là đủ lớn để ra-đa phát hiện –và chỉ có trời mới biết còn bao nhiêu mảnh quá nhỏ mà ra-đakhông thấy được.

Hai năm trước tai nạn này, để thử nghiệm một loại vũ khíchống vệ tinh, người Trung Quốc đã cho phá hủy Phong vân - 1C,kết quả là góp thêm vào bầu trời hơn 2000 mảnh phế liệu cóđường kính lớn hơn 10cm cùng với khoảng 35.000 mảnh khác cóđường kính lớn hơn 1cm. Tổng cộng, hai sự cố nói trên đã làmtăng số lượng vật thể bay trên quỹ đạo ở độ cao 700 - 1000km lênkhoảng một phần ba (xem biểu đồ dưới đây).

Quỹđạo 700 - 1000km nói trên thuộc loại quỹ đạo thấp (gọi là LEO -low-Earth orbit), rất lý tưởng cho các vệ tinh nhân tạo, vìphóng lên quỹ đạo này tương đối dễ; hơn nữa, từ độ cao đó vệtinh có thể quét được bề mặt trái đất rất chi tiết vì mụcđích quân sự lẫn dân sự, đồng thời vệ tinh vẫn có thể nhậnđược những tín hiệu thậm chí yếu nhất.

Vì vậy, không gửi được vệ tinh vào quỹ đạo LEO này có thể coilà thất thế. Nhưng đó cũng chính là một hiểm họa cho các vệtinh trên LEO: ở đây, với tốc độ trung bình 8km/giây, một mảnhkim loại có đường kính chỉ 1cm vẫn có thể phá hỏng một vệtinh, và khi số mảnh kim loại tăng lên, xác suất cho sự cố nàycàng cao. Và thế là phế liệu sinh ra phế liệu – một hiệntượng gọi là hội chứng Kessler, mang tên nhà vật lý học ngườiMỹ Donald Kessler, người đã dự báo về hiện tượng này vàonhững năm 1970.

Theo Cơ quan không gian Châu Âu (ESA), trong thập kỷ qua, số lầnbáo động về đụng vệ tinh đã tăng lên gấp đôi. Còn ông NicholasJohnson, trưởng bộ phận nghiên cứu về mảnh vỡ quỹ đạo củaNASA, cho biết khi mô phỏng đường bay của các mảnh vỡ này, tathấy “chắc chắn hội chứng Kessler sẽ xảy ra.” Thậm chí PhòngKhông gian an ninh quốc gia của Lầu năm góc cũng đang lo ngạiliệu lượng phế liệu hiện có trên quỹ đạo trái đất đã bắtđầu vượt qua giới hạn cho phép hay chưa.

Vì những quan ngại như thế, người ta đã cẩn trọng hơn khi phóngvệ tinh. Đặc biệt, thời gian qua số lượng vụ nổ vệ tinh vìtai nạn đã giảm vì các tên lửa đẩy vệ tinh sau khi sử dụngđều được phá hủy bằng phương pháp hạ áp. Ngoài ra, sau khi kếtthúc chiến tranh lạnh, số lượng vệ tinh do thám cũng giảmnhiều. Tuy nhiên, hiểm họa phế liệu không gian vẫn còn.

Nan giải chuyện dọn sạch phế liệu trên quỹ đạo

Một hiểm họa thấy rõ là các vệ tinh hiện đang trên quỹ đạosẽ có thể tiếp tục đụng nhau. Từ sau sự cố Iridium 33, Ban Chỉhuy chiến lược (Stratcom) của Bộ Quốc phòng Mỹ, lâu nay rất imtiếng, đã bắt đầu nhập cuộc.

Theo Brian Weeden, chuyên viên về phế liệu quỹ đạo của tổ chứcnghiên cứu Secure World Foundation, hiện nay Stratcom đang theo dõibầu trời hàng ngày để phát hiện các vệ tinh đến quá gần nhauvà báo cho các chủ vệ tinh. Nhờ vậy, các chủ vệ tinh cóthông tin tốt hơn để đưa ra quyết định có nên sử dụng nhiên liệucủa vệ tinh để đổi hướng và tránh va chạm hay không.

Nhưng như vậy vẫn chưa đủ. Người ta cần phải tìm cách dọn sạchphế liệu khỏi bầu trời. Các sáng kiến để giải quyết vấn đềphế liệu quỹ đạo cũng tăng nhanh không kém số lượng mảnh vỡ.

Có11.000 mảnh vỡ lớn hơn 10cm và 100.000 mảnh vỡ có kích thước trongkhoảng 1 - 10cm đang bay quanh quỹ đạo trái đất. (Ảnh: NASA)

Mộtđề xuất, nguyên là của lục quân Mỹ đưa ra cách đây 10 năm, chorằng có thể từ mặt đất bắn la-de lên các mảnh vỡ có đườngkính 1-10cm, làm bốc hơi một phần bề mặt của miếng phế liệu,làm chúng đổi hướng, nhờ vậy tạo một lực đẩy đủ lớn để đưachúng vào lại bầu khí quyển và cháy rụi. Đề xuất này chorằng chỉ cần một trạm bắn la-de cũng có thể dọn hết loạiphế liệu có độ lớn nói trên trong vòng ba năm.

Một giải pháp khác, do Alliant Techsystems, một công ty ởMinneapolis đề xuất, là làm giảm tốc độ các mảnh phế liệu,nhờ vậy chúng sẽ cháy rụi trong bầu khí quyển. Alliant đềnghị chế những vệ tinh được bọc trong nhiều lớp hình cầu bằngvật liệu nhẹ nhưng rất chắc. Mảnh vỡ đụng vệ tinh loại nàysẽ bị mất đà, giảm vận tốc. Còn các vật thể lớn, sau khi vachạm, sẽ tan thành những mảnh rất nhỏ, không gây nguy hiểm nữa.

Tuy nhiên, nhiều cơ quan không gian đang để ý đến một giải phápthứ ba: Gửi robot lên không gian và ráp vào các vệ tinh đã hếtsử dụng. Robot sẽ bắn tên lửa để đẩy vệ tinh lên các quỹ đạoan toàn hơn hoặc lôi vệ tinh ra khỏi quỹ đạo cho rớt xuốngbiển. Jer-Chyi Liou, một chuyên viên về phế liệu không gian củaNASA cho biết hiện nay trên quỹ đạo có năm vệ tinh chết có nguycơ gây va quẹt. Nếu đến năm 2020 có thể gửi robot lên quỹ đạokịp và dọn được 5 vệ tinh này, thì vấn đề phế liệu không giansẽ bớt trầm trọng đi rất nhiều.

Đấm nốc-ao nhau?

Cơ quan không gian Châu Âu ESA cũng đã tính đến giải pháp này.ESA hiện đang sở hữu một trong những vệ tinh quan sát lớn nhấtthế giới là Envisat, mà một bài báo mới đây đăng trên tạp chí SpaceNews cho rằng “có thể trở thành miếng phế liệu nguy hiểmnhất ngoài không gian”.

Kỹthuật viên Mỹ đang làm việc trên một vệ tinh giám sát các mảnh vở kimloại bay trên quỹ đạo trái đất. (Ảnh: AP)

Hiệnnay Envisat đang hoạt động bình thường, nhưng đến năm 2016 - 2018,nó sẽ hết nhiên liệu và chắc chắn sẽ trở thành một miếngphế liệu khổng lồ bay quanh quẩn trên quỹ đạo trong vòng 150 nămnữa. Hoặc có thể không tới 150 năm: theo tính toán, xác suấtESA đâm vào vật thể khác là 25% trong khoảng thời gian đó.

Những ưu tư và giải pháp nói trên là những dấu hiệu tốt chovấn đề phế liệu quỹ đạo. Tuy nhiên, vấn đề không đơn giản chútnào khi đụng đến lãnh vực quân sự.

Vệ tinh đóng vai trò sống còn đối với chiến tranh hiện đại.Thời chiến, vệ tinh thăm dò chiến trường; thời bình, vệ tinh dothám hoạt động của kẻ thù, đối thủ, thậm chí của nhữngđồng minh đáng ngờ. Vệ tinh là những mắt xích truyền tin. Vìvậy, để đánh thắng nhau, có thể làm cho vệ tinh của nhaunốc-ao, giống như Trung quốc đã làm thử với Phong Vân-1C.

Như thế, bất kỳ chương trình nào muốn dọn sạch vệ tinh quáhạn sử dụng khỏi quỹ đạo đều có thể động chạm đến giới quânsự của các quốc gia khác. Một số người cho rằng sự lo lắngnói trên có thể được giải tỏa nếu các quốc gia hợp tác vớinhau quyết định cho nước nào được dọn cái gì, vì hợp tácquốc tế sẽ có lợi cho mọi quốc gia liên quan.

Tải file Phế liệu ngoài không gian tại đây

Tin mới nhất

Tin nổi bật