Cuộc đua dọn 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.

Di chuyển không kiểm soát ở tốc độ cao, những mảnh vỡ như vậy có thể va chạm với các chòm sao trị giá hàng tỷ USD do các công ty như SpaceX sở hữu hoặc đâm vào tài sản chiến lược của Mỹ, Trung Quốc và nhiều chính phủ khác.

Hiểm họa khôn lường

Với kích cỡ to như một chiếc xe tải hoặc nhỏ như đồng xu, rác vũ trụ là mối đe dọa với ngành công nghiệp vũ trụ toàn cầu. Chúng bay trong quỹ đạo với vận tốc 8 km/giây, nhanh gấp 10 lần tốc độ của đạn, theo CNN. Với vận tốc trên, một mảnh vụn nhỏ chỉ 1 cm khi va chạm sẽ có sức nổ ngang một quả lựu đạn.

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.

Rác vũ trụ tồn tại quanh Trái Đất đang ở mức đáng báo động. Ảnh: BBC.

Nữ phi hành gia thứ hai trong lịch sử Nhật Bản, Naoko Yamazaki, trực tiếp chứng kiến hiểm họa từ rác vũ trụ khi cô bay đến ISS năm 2010.

"Trong quá trình bay chúng tôi thấy một vết xước nhỏ ở cửa sổ của con tàu", cô nói với CNN. "Chúng tôi chụp ảnh để mặt đất kiểm tra xem chuyến bay về Trái Đất có an toàn không".

Vết xước nhỏ hơn 1 inch (2,45 cm) không nguy hiểm. Nếu tàu của cô va vào một miếng rác vũ trụ lớn hơn, đó sẽ là một thảm họa.

Theo Guardian, ISS mỗi năm phải dịch chuyển để tránh những cú va chạm với rác vũ trụ có khả năng phá hủy trạm. Tuy nhiên, theo CNN, ISS chỉ tránh được các vật thể có thể giám sát được từ Trái Đất.

Theo báo cáo vào tháng 9/2023, Cục Hàng không Liên bang Mỹ (FAA) dự kiến đến năm 2035, sẽ có 28.000 mảnh vỡ nguy hiểm từ vệ tinh ở quỹ đạo Trái Đất thấp có thể quay trở lại bầu khí quyển, gây thương tích hoặc tử vong cho một người trên mặt đất sau mỗi hai năm.

Tuy nhiên, chưa đầy một năm sau báo cáo đó, vật thể hình trụ rơi từ trên xuống, xé toạc mái nhà và xuyên qua hai tầng tại một ngôi nhà ở thành phố Naples (bang Florida) hôm 8/3 đã được đưa đến Trung tâm vũ trụ Kennedy ở Cape Canaveral để phân tích, Washington Post đưa tin.

Dựa trên kết quả, cơ quan Mỹ xác định đây là một giá đỡ bằng kim loại dùng để gắn pin, đến từ thiết bị hỗ trợ chuyến bay của NASA. Khối kim loại nặng 0,7 kg, cao 10 cm và rộng khoảng 4 cm.

Mẩu rác từ ISS rơi xuống nhà dân ở Florida, Mỹ. Ảnh: Otero.

Cơ quan Mỹ cho biết thùng hàng này đã được đưa ra khỏi trạm vũ trụ từ năm 2021 và lẽ ra phải bị tiêu hủy trong khí quyển, họ không biết tại sao lại xuất hiện mẩu rác này và cam kết điều tra nguyên nhân vụ việc.

Đây không phải là lần đầu tiên rác vũ trụ rơi xuống mặt đất. Vào năm 2021 và 2022, các mảnh vỡ từ tên lửa SpaceX rơi xuống trang trại ở bang Washington và một trang trại khác ở Australia. Skylab, trạm không gian đầu tiên của Mỹ, cũng rơi xuống lãnh thổ phía Tây Australia.

Thi nhau dọn rác

Vấn đề rác vũ trụ càng trở nên cấp bách hơn khi số lượng vệ tinh phóng lên ngày càng tăng. 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.

Trong nhiều năm qua, đã có hàng loạt startup âm thầm nghiên cứu các phương pháp theo dõi, thu giữ hoặc xử lý rác thải vũ trụ bằng công nghệ như cánh tay robot, túi bơm hơi và tia laser công suất cao.

Vệ tinh Nimbus, dự kiến sẽ bay cách hành tinh 450 km vào cuối năm 2024, sẽ chỉ có tuổi thọ vài tháng. Sau đó, nó có thể gia nhập bộ sưu tập các vật thể do con người tạo ra vẫn còn trên quỹ đạo nhiều năm, hay đôi khi là nhiều thập kỷ sau ngày hết hạn sử dụng.

Tận dụng lượng nhỏ các hạt từ tầng khí quyển trên, thiết bị giống như chiếc dù của Solstorm sẽ làm chậm vệ tinh, đủ để nó rơi ra khỏi không gian và cháy vô hại trong vòng một năm, nhanh hơn bình thường 16 lần. Ảnh: Bloomberg.

Tuy nhiên, công ty Solstorm của Na Uy lại có kế hoạch khác để vệ tinh Nimbus nhỏ bé tự di chuyển ra khỏi đường đi bằng cách triển khai một cánh buồm kéo để làm chậm, giúp nó rơi vào bầu khí quyển của Trái Đất và cháy mà không gây hại trong vòng một năm.

NASA, Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) và một số startup khác đã thử nghiệm những cánh buồm kéo như vậy. Hiện Solstorm là một trong số nhiều công ty được kỳ vọng sẽ có thể ứng dụng chúng cho các chuyến du hành cảm tử vệ tinh.

"Chúng tôi sẽ cho thế giới thấy việc thực hiện các sứ mệnh bền vững dễ dàng như thế nào. Điều này hoàn toàn khả thi, mà không cần động cơ tên lửa siêu phức tạp", Halvor Veiby, CEO của Solstorm cho biết

Được thành lập vào năm 2013, Astroscale (Nhật Bản) đã huy động được hơn 380 triệu USD và có kế hoạch niêm yết cổ phiếu của mình trên thị trường tăng trưởng của Sở giao dịch chứng khoán Tokyo.

Năm 2021, công ty vinh dự phóng thành công vệ tinh dọn rác trong không gian vũ trụ đầu tiên trên thế giới. Với tên gọi ELSA-d, vệ tinh này sử dụng hệ thống từ tính để thu thập một mảnh vỡ mô phỏng trên quỹ đạo.

Astroscale có kế hoạch thu gom rác thải vũ trụ bằng cách sử dụng cánh tay robot được trang bị trên vệ tinh và đốt rác thải trong khí quyển. Ảnh: Bloomberg.

Thành công từ ELSA-d đã trở thành động lực để Astroscale có kế hoạch thu gom rác thải vũ trụ bằng cách sử dụng cánh tay robot được trang bị trên vệ tinh và đốt rác thải trong khí quyển.

Bên cạnh chi phí khổng lồ, còn một vấn đề nhức nhối để các startup dọn rác vũ trụ có thể hoạt động là quyền sở hữu.

Theo luật pháp quốc tế, các mảnh vỡ không gian vẫn là tài sản của bất kỳ ai để lại, ngay cả sau nhiều thập kỷ.

Điều này có nghĩa là các công ty cần được cấp phép trước khi cố gắng thực hiện các nhiệm vụ dọn mảnh vỡ. Nga và Trung Quốc đang là hai quốc gia chiếm phần lớn chủ quyền rác trong không gian và với những căng thẳng địa chính trị hiện tại, việc xin được sự chấp thuận không phải là điều dễ dàng.

Anh Tuấn