Công bố phép đo trực tiếp đầu tiên về ô nhiễm mảnh vỡ không gian

Tháng 2/2025, một tên lửa Falcon 9 của SpaceX mang theo 22 vệ tinh Starlink đã gặp sự cố nghiêm trọng trên quỹ đạo. Thay vì giảm độ cao theo kế hoạch, tầng tên lửa này đã trôi dạt tự do trong 18 ngày trước khi rơi không kiểm soát xuống khu vực ngoài khơi Ireland.

Dù các mảnh vỡ rơi xuống đất Ba Lan không gây thương vong, sự cố đã dẫn đến những thay đổi nhân sự cấp cao tại cơ quan vũ trụ nước này. Tuy nhiên, tác động đáng lo ngại hơn cả nằm ở những "vết sẹo" hóa học mà nó để lại trong bầu khí quyển, vừa được công bố trên tạp chí Communications Earth & Environment.

Hình minh họa hệ thống lidar và tác động của ô nhiễm đến khí quyển. (Nguồn: R. Wing và cộng sự)

Nhóm nghiên cứu do chuyên gia Robin Wing dẫn đầu tại Viện Vật lý Khí quyển Leibniz (Đức) đã tình cờ ghi nhận hiện tượng này thông qua hệ thống Lidar huỳnh quang cộng hưởng - một thiết bị quét laser cực nhạy dùng để giám sát tầng khí quyển tầng cao. Khoảng nửa đêm ngày 20/2/2025, hệ thống này ghi nhận sự gia tăng đột biến của hơi Lithium ở độ cao từ 94,5 đến 96,8 km.

Trong điều kiện tự nhiên, Lithium là nguyên tố hiếm gặp trong khí quyển với nồng độ chỉ khoảng 3 nguyên tử trên mỗi cm khối. Tuy nhiên, chỉ 20 giờ sau khi tên lửa Falcon 9 tái nhập khí quyển, mật độ này đã vọt lên 31 nguyên tử trên mỗi cm khối, tức gấp hơn 10 lần mức bình thường. Đây là một con số gây sốc đối với các nhà khoa học khí quyển, bởi Lithium chính là thành phần cốt lõi trong pin và lớp vỏ hợp kim nhôm-lithium của các dòng tên lửa hiện đại.

Để khẳng định luồng ô nhiễm này thực sự đến từ tên lửa của SpaceX, các tác giả đã thực hiện 8.000 mô phỏng đường đi của gió ngược từ trạm quan sát ở Đức ngược lại điểm rơi tại Ireland. Kết quả cho thấy sự trùng khớp hoàn hảo giữa quỹ đạo gió và vị trí tên lửa bốc cháy. Họ cũng loại trừ khả năng từ thiên thạch, vốn chỉ cung cấp khoảng 80 gram Lithium mỗi ngày cho toàn hành tinh, trong khi một tầng tên lửa Falcon 9 ước tính chứa tới 30 kg kim loại này.

Một chi tiết khoa học quan trọng khác củng cố cho kết luận này là nhiệt độ nóng chảy. Lớp vỏ hợp kim của tên lửa bắt đầu tan chảy chính xác ở độ cao 98,2 km, hoàn toàn khớp với cao độ mà trạm Lidar ghi nhận được đám mây kim loại. Đây là lần đầu tiên trong lịch sử, một sự cố rơi mảnh vỡ không gian cụ thể được liên kết trực tiếp với một luồng ô nhiễm hóa học quy mô lớn trong khí quyển.

Phát hiện này đặt ra những câu hỏi cấp bách về hệ quả lâu dài đối với tầng ozone và hóa học khí quyển khi số lượng vệ tinh được phóng lên ngày càng dày đặc. Khi các "chòm sao" vệ tinh khổng lồ liên tục được làm mới và đốt cháy trong khí quyển, chúng ta cần có những quy định nghiêm ngặt hơn để hạn chế rủi ro môi trường từ rác thải không gian. Nghiên cứu của Robin Wing chính là bước đi đầu tiên, cảnh báo nhân loại về cái giá phải trả cho kỷ nguyên khai phá vũ trụ bùng nổ.

Minh Hoàn