Số lượng vệ tinh quanh Trái đất đang tăng theo cấp số nhân, đó là một vấn đề?

Bình luận Ánh Dương • 14:41, 18/11/21

Giúp NTDVN sửa lỗi

Số lượng vệ tinh quay quanh Trái đất đang tăng lên theo cấp số nhân. Nếu tiếp tục tăng như vậy, chúng có thể gây ra những vấn đề gì?

Vệ tinh nhân tạo từng tồn tại rất ít ở quỹ đạo thấp của Trái đất (LEO). Chỉ có một số ít vệ tinh quay quanh hành tinh vào buổi bình minh của Kỷ nguyên Không gian vào những năm 1950. Nhưng hiện tại, có hàng nghìn vệ tinh đang tập trung quay xung quanh Trái đất, thậm chí còn có nhiều vệ tinh hơn nữa đang chờ đợi để tham gia cùng những vệ tinh hiện có.

Số lượng vệ tinh tăng theo cấp số nhân

Sau khi Liên Xô cũ phóng Sputnik, vệ tinh do con người tạo ra đầu tiên trên thế giới, vào năm 1957, một loại vệ tinh đã ổn định lâu dài ở trong LEO. Từ đó,chỉ khoảng 10 đến 60 vệ tinh được phóng hàng năm cho đến những năm 2010, theo Space.com.

Kể từ năm 2010, tỷ lệ đó đã tăng vọt, với hơn 1.300 vệ tinh mới được phóng vào LEO vào năm 2020 và hơn 1.400 vệ tinh được phóng vào năm 2021. Hiện nay có khoảng 7.500 vệ tinh đang hoạt động trong LEO tính đến tháng 9 năm 2021, theo Chỉ số Vật thể Ngoài Không gian của Liên hợp quốc.

Số lượng vệ tinh ở LEO, một khu vực mở rộng tới 2.000 km ( 1.424 dặm) từ Trái đất, sẽ tiếp tục tăng với tốc độ cấp số nhân trong những thập kỷ tới. Đó là bởi vì các công ty tư nhân và nhà nước đang thiết lập các hệ thống siêu vệ tinh của riêng họ, mỗi hệ thống chứa hàng nghìn vệ tinh riêng lẻ, sẽ được sử dụng để phát triển mạng trực tuyến nhanh hơn và cung cấp một loạt các dịch vụ khác, chẳng hạn như giám sát biến đổi khí hậu, quân sự và an ninh quốc phòng của các quốc gia.

Aaron Boley, một nhà thiên văn học tại Đại học British Columbia, cho biết hoạt động gia tăng này hiện đang diễn ra phần lớn là do chi phí giảm xuống. "Chúng tôi biết SpaceX, OneWeb, Amazon và StarNet / GW [mạng vệ tinh của Trung Quốc] đã đề xuất tổng số vệ tinh kết hợp là 65.000 vệ tinh khi tất cả các giai đoạn hoàn thành" của các chương trình vệ tinh của họ, Boley nói với Live Science. Và "tổng cộng hơn 100.000 vệ tinh đã được đề xuất", ông nói thêm.

Vào tháng 10 năm 2021, Rwanda cũng đã công bố dự án siêu vệ tinh của riêng mình, được đặt tên là Cinnamon, có thể cần đến hơn 320.000 vệ tinh. Không rõ khi nào dự án này có thể trở thành hiện thực, nhưng quốc gia này đã yêu cầu được phép bắt đầu dự án, theo một tweet của Cơ quan Vũ trụ Rwanda.

Điều này dẫn đến một loạt các vấn đề mới, theo một nghiên cứu do Boley đồng dẫn đầu được công bố trên tạp chí Scientific Reports

Boley nói: “Nó gây ra một vấn đề về quản lý giao thông không gian, nó sẽ làm trầm trọng thêm sự gia tăng của các mảnh vỡ không gian, cản trở thiên văn học và ngắm sao, đồng thời các vụ phóng và quay lại của tên lửa sẽ gây ô nhiễm bầu khí quyển’’.

Số lượng vệ tinh quay quanh Trái đất đang tăng lên theo cấp số nhân, đến lúc nào đó sẽ phủ kín bầu khí quyển của chúng ta. (Ảnh minh họa: NASA)
Số lượng vệ tinh quay quanh Trái đất đang tăng lên theo cấp số nhân, đến lúc nào đó sẽ phủ kín bầu khí quyển của chúng ta. (Ảnh minh họa: NASA)

Số lượng các mảnh vỡ trong không gian ngày càng lớn

Khi ngày càng có nhiều vệ tinh được phóng lên quỹ đạo trong những thập kỷ tới, số vụ va chạm và các mảnh vỡ không gian tiếp theo có thể sẽ tăng vọt. Đã có ít nhất 128 triệu mảnh vụn trong LEO. Trong số đó, theo Bảo tàng Lịch sử Tự nhiên ở London, khoảng 34.000 mảnh có kích thước trên 10 cm, và sẽ còn nhiều hơn nữa trong tương lai.

“Hoạt động an toàn của nhiều vệ tinh sẽ là một thách thức lớn”, Boley nói. "Một tai nạn trong một quỹ đạo cụ thể tạo ra các mảnh vỡ không gian đáng kể có khả năng ảnh hưởng đến một loạt các quỹ đạo".

Các vụ va chạm không phải là nguồn duy nhất tạo ra các mảnh vỡ không gian; Boley cho biết các vệ tinh cũng có thể bị hỏng do tiếp xúc lâu dài với bức xạ cực tím cường độ cao ở LEO.

Các mảnh vỡ không gian có khả năng gây ra thiệt hại đáng kể cho các vệ tinh khác, cũng như các tàu vũ trụ khác. Vào tháng 6 năm 2021, Trạm Vũ trụ Quốc tế bị một mảnh vỡ va vào làm thủng một lỗ trên một cánh tay robot; May mắn thay, trạm vũ trụ và các phi hành gia bên trong đã tránh được những thiệt hại lớn, theo Live Science.

Số lượng vệ tinh trong LEO có thể dẫn đến một chuỗi va chạm làm phát tán các mảnh vỡ không gian xung quanh LEO, đến mức chúng ta không thể phóng tên lửa mới. Khả năng này được gọi là hội chứng Kessler, và nhiều nhà thiên văn học lo ngại rằng nó có thể ngăn chặn loài người tiếp cận đến các hành tinh khác, nếu chúng ta không thể kiểm soát các mảnh vỡ không gian.

“Hiệu ứng Kessler sẽ không có thời điểm xảy ra một cách rõ ràng”, Boley nói. "Đúng hơn, đó là một quá trình chuyển đổi từ từ do sự mất cân bằng của tỷ lệ tạo mảnh vỡ và loại bỏ mảnh vỡ". Nhưng một số bằng chứng đã cho thấy rằng việc loại bỏ các mảnh vỡ khỏi LEO là cần thiết để tránh hội chứng Kessler có thể xảy ra, ông nói thêm.

Tuy nhiên, việc loại bỏ các mảnh vỡ không gian khỏi LEO là một thách thức và vẫn chưa có phương pháp loại bỏ nào được thống nhất, theo Scientific American.

Tác động đến vấn đề môi trường không gian

Ngành công nghiệp vũ trụ có lượng khí thải carbon thấp hơn nhiều so với các ngành khác, chẳng hạn như ngành hàng không. Theo The Guardian, một vụ phóng tên lửa trung bình giải phóng từ 220 đến 330 tấn carbon vào bầu khí quyển của Trái đất. Để so sánh, một chuyến bay thương mại đường dài trung bình thải ra khoảng 2 đến 3 tấn carbon cho mỗi hành khách và có hàng chục triệu chuyến bay mỗi năm.

Tuy nhiên, khi nhu cầu cao về tên lửa cần thiết để phóng vệ tinh tăng lên, lượng khí thải carbon từ các vụ phóng tên lửa đã tăng 5,6% hàng năm, theo The Guardian.

Và không chỉ những vụ phóng vệ tinh mới gây ra vấn đề môi trường. Khi các vệ tinh cuối cùng rơi ra khỏi quỹ đạo và quay trở lại bầu khí quyển của Trái đất, chúng cũng giải phóng các chất hóa học vào bầu khí quyển, Boley nói.

Nghiên cứu của Boley về các megaconstellations (hệ thống siêu vệ tinh) tiết lộ rằng, trong tương lai, các vệ tinh có thể phát tán nhiều nguyên tố nhất định, chẳng hạn như nhôm, vào bầu khí quyển của Trái đất hơn so với các thiên thạch.

Các nhà khoa học không chắc những tác động tiềm tàng của điều này có thể là gì, nhưng những thay đổi do con người gây ra đối với hóa học của khí quyển, chẳng hạn như sự giải phóng chlorofluorocarbons (CFCs) gây ra lỗ thủng ở tầng ôzôn, không có xu hướng kết thúc tốt đẹp.

Hơn nữa, khi các vệ tinh quay trở lại bầu khí quyển, chúng cũng có thể gây ra thiệt hại đáng kể trên mặt đất. Tuy nhiên, các vệ tinh hiện đại được thiết kế để vỡ ra thành nhiều mảnh nhỏ hơn khi quay trở lại, vì vậy ít mảnh vụn hơn sẽ hình thành trong bầu khí quyển. Và, thông thường, rác không gian thường rơi xuống nước, chiếm khoảng 71% bề mặt Trái đất.

Ngăn cản tầm nhìn vào không gian

Trong tương lai, hoạt động vệ tinh gia tăng sẽ có thể nhìn thấy rõ ràng từ Trái đất. Các vật thể kim loại sẽ hoạt động giống như những tấm gương, phản chiếu ánh sáng trở lại bề mặt Trái đất và số lượng tuyệt đối của chúng sẽ làm thay đổi đáng kể tầm nhìn của chúng ta về ban đêm.

Một nghiên cứu về ô nhiễm ánh sáng - do Boley là đồng tác giả, được đăng lên cơ sở dữ liệu arXiv vào tháng 9 năm 2021 và được gửi lên Tạp chí Thiên văn - tiết lộ rằng có tới 8% ánh sáng trên bầu trời đêm có thể đến từ vệ tinh trong tương lai. Nghiên cứu cũng cho thấy những nơi gần vĩ độ bắc và nam, như British Columbia và Patagonia, có thể bị ảnh hưởng nặng nề hơn bởi ô nhiễm ánh sáng vệ tinh so với các địa điểm khác, do quỹ đạo của các vệ tinh được đề xuất.

Đồng tác giả Hanno Rein, một nhà thiên văn học tại Đại học Toronto Scarborough, cho biết: “Đây là một sự thay đổi cơ bản đối với quan điểm của chúng ta về bầu trời và nó đòi hỏi sự nghiên cứu kỹ lưỡng hơn. Tất cả mọi người đều sẽ được trải nghiệm điều này".

Trong tương lai, Boley cho biết, cứ 10 "ngôi sao" trên bầu trời thì có tới 1 "ngôi sao" thực sự là vệ tinh, điều này sẽ "liên tục khiến các bầu trời được sắp xếp lại".

Các vệ tinh sẽ không chỉ can thiệp vào việc ngắm sao nghiệp dư mà còn cả những quan sát của các nhà thiên văn học chuyên nghiệp. Boley nói: “Một số nghiên cứu thiên văn sẽ chỉ thấy những tác động vừa phải, nhưng những tác động đối với các cuộc khảo sát trên diện rộng có thể là đáng kể”.

Cần một sự cân bằng hợp lý giữa lợi ích và an toàn

Rõ ràng là dự báo về số lượng lớn vệ tinh được đưa vào LEO sẽ gây ra cho không gian nhiều vấn đề về tính bền vững của Trái đất, nhưng vệ tinh cũng cung cấp cho chúng ta những dịch vụ quan trọng. "Chúng ta có sự kết nối sâu sắc với vệ tinh", Boley nói. "Vệ tinh đóng một vai trò quan trọng trong chuỗi cung ứng của chúng ta, giao dịch tài chính, giám sát thời tiết, khoa học khí hậu, thông tin liên lạc toàn cầu và tìm kiếm cứu nạn...".

Do đó, chúng ta cần tìm cách cân bằng giữa lợi ích và tác động của nó đối với các vấn đề về môi trường không gian, Boley nói.

Boley nói: “Tôi không nghĩ rằng việc dừng hoàn toàn các vụ phóng vệ tinh sẽ có hiệu quả. Tuy nhiên, việc tạm hoãn việc đặt 100.000 vệ tinh cho đến khi chúng ta có các quy tắc quốc tế tốt hơn sẽ là điều cần thận trọng".

Bạn bình luận gì về tin này?



BÀI CHỌN LỌC

Số lượng vệ tinh quanh Trái đất đang tăng theo cấp số nhân, đó là một vấn đề?