Quỹ đạo Trái đất trở nên chật chội hơn với vô số vệ tinh đang hoạt động và cả những thiết bị “chết”. Để giảm thiểu rủi ro do rác vũ trụ gây ra, nhiều quốc gia đang chạy đua dọn dẹp những gì còn lại từ chương trình không gian của mình.

Vấn đề cấp bách

Tháng 8 vừa qua, tầng trên tên lửa Falcon 9 của tập đoàn SpaceX bị trôi dạt đã va vào bề mặt Mặt trăng. Vật thể nặng 4 tấn này lao xuống thiên thể với tốc độ gần 9.000 km/h, tạo ra một hố va chạm mới có kích thước “khủng”. Nếu một mảnh rác tương tự rơi xuống khu vực đông dân cư trên Trái đất, nó sẽ gây ra thiệt hại lớn về người và vật chất.

Hình ảnh mô phỏng quá trình loại bỏ rác thải của vệ tinh Hàn Quốc. Ảnh: KASA

Tuần trước, những mảnh rác vũ trụ lớn cũng đã rơi xuống bang Minnesota của Mỹ và Indonesia.

Năm 2024, khoảng 124 tầng tên lửa đã quay trở lại khí quyển theo cách mất kiểm soát. Theo các chuyên gia, nếu mức độ này tiếp tục duy trì trong thập kỷ tới, xác suất có người thiệt mạng do các mảnh vỡ tên lửa là 33%.

Số lượng vật thể trên quỹ đạo Trái đất đã tăng mạnh và nhiều khả năng sẽ tăng gấp nhiều lần trong thập kỷ tới. Có khoảng  1.000 vệ tinh hoạt động hồi năm 2010. Ngày nay, trong số hơn 40.000 vật thể trên quỹ đạo, chỉ 17.000 vệ tinh đang hoạt động; phần còn lại là vệ tinh “chết”, bộ phận tên lửa và mảnh vỡ.

Đối với rác vũ trụ nhỏ hơn, Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) ước tính có trên 1,2 triệu mảnh vỡ kích thước lớn hơn 1 cm đang quay quanh Địa cầu. Hiểm họa lớn nhất từ những mảnh vỡ này là chúng có thể va chạm với các tàu vũ trụ. Di chuyển với tốc độ vài km/giây, ngay cả một mảnh nhỏ cũng có thể làm tê liệt vệ tinh, trong khi vụ va chạm mạnh hơn sẽ phá nó thành hàng ngàn mảnh khác.

Những mảnh vỡ đó sau đó va vào các vật thể khác, tạo thành một chuỗi va chạm tự duy trì (còn gọi là hội chứng Kessler). Trong Báo cáo Môi trường Không gian mới nhất, ESA xác định nguy cơ hội chứng Kessler hình thành đặt ra mối đe dọa dài hạn nghiêm trọng nhất đối với hoạt động khám phá không gian.

Hậu quả của một sự cố như vậy sẽ vượt xa phạm vi không gian, tác động đến cơ sở hạ tầng toàn cầu trên Trái đất. Các vệ tinh hỗ trợ thông tin liên lạc, định vị cho hoạt động vận tải biển và hàng không, dự báo thời tiết, ứng phó thảm họa và thậm chí cả những hệ thống cảnh báo sớm quân sự có thể bị hư hại nặng hoặc xóa sổ hoàn toàn. Điều này tạo ra những khoảng trống trong các dịch vụ thiết yếu và làm tăng nguy cơ tính toán sai lầm về địa chính trị.

Nền kinh tế không gian tuần hoàn

Thay vì xem tên lửa và vệ tinh như những vật thể dùng một lần hoặc đốt cháy trong quá trình hồi quyển, một nền kinh tế không gian tuần hoàn sẽ đòi hỏi các tàu vũ trụ có độ bền cao, có thể sửa chữa, nâng cấp, tiếp nhiên liệu và cuối cùng được thu hồi.

Ý tưởng này đang trở thành lĩnh vực tiên phong quan trọng trong công nghệ không gian và đổi mới thương mại. ESA đã đề ra tầm nhìn về cách tiếp cận phi rác thải và nền kinh tế không gian tuần hoàn đến năm 2050. Cách tiếp cận này sẽ duy trì việc sử dụng phi thuyền, linh kiện và vật liệu thông qua sửa chữa, nâng cấp, tái sử dụng và tái chế trên quỹ đạo. ESA cũng đang tìm cách thiết kế các nhà máy tái chế trên quỹ đạo và tàu vũ trụ để có thể tháo rời chúng và thu hồi vật liệu.

Do đó, tính tuần hoàn không chỉ nhằm bảo vệ môi trường mà còn là nền tảng cho giai đoạn tiếp theo của hoạt động khám phá không gian. Hiện những đơn vị thương mại như ClearSpace UK và Astroscale đang nỗ lực phát triển tàu vũ trụ chuyên loại bỏ vệ tinh “chết” khỏi quỹ đạo Trái đất tầm thấp, trong khi các cánh tay robot và giao diện kết nối tiêu chuẩn hóa cho phép sửa chữa, tiếp nhiên liệu hoặc loại bỏ vệ tinh.

ClearSpace UK dự kiến phóng phi thuyền vào năm 2029 với nhiệm vụ đưa 2 vệ tinh cũ của Anh khỏi quỹ đạo trước năm 2032. Phi thuyền sẽ được thiết kế với khả năng tái nạp nhiên liệu và tái sử dụng, cho phép nó ở lại quỹ đạo cho nhiệm vụ tiếp theo thay vì kết thúc vòng đời chỉ sau một đợt dọn dẹp.

Trong khi đó, Hàn Quốc có kế hoạch phóng dự án vệ tinh loại bỏ rác thải chủ động (ADR-SAT) vào năm tới.

HẠNH NGUYÊN (Theo Foreign Policy, Newatlas)