Quỹ đạo Trái đất đang trở nên kém an toàn

Quỹ đạo Trái đất có thể chứa bao nhiêu vệ tinh?

716

Quỹ đạo Trái đất đang trở nên kém an toàn do quá nhiều vệ tinh đang hoạt động, giống xa lộ vào giờ cao điểm và mọi xe đều chạy nhanh.

10 năm trước, chỉ có khoảng 1.000 vệ tinh hoạt động quanh Trái đất. Nhưng 10 năm sau, có thể hàng chục nghìn, thậm chí hàng trăm nghìn vệ tinh sẽ bay quanh hành tinh xanh.

Nhiều năm qua, giới chuyên gia đã cảnh báo rằng quỹ đạo Trái đất đang trở nên quá đông đúc. Vậy con người có thể phóng bao nhiêu vệ tinh trước khi mọi thứ trở nên mất an toàn?

Các vệ tinh cũ khiến không gian xung quanh Trái đất trở nên chật chội. (Ảnh: ESA/ID&Sense/ONiRiXEL).

"Tình trạng sẽ giống xa lộ liên bang vào giờ cao điểm, trong cơn bão tuyết, và mọi người đều lái xe quá nhanh. Nhưng điểm khác biệt là sẽ có nhiều xa lộ liên bang cắt qua nhau mà không có đèn giao thông", Jonathan McDowell, nhà vật lý thiên văn tại Trung tâm Vật lý Thiên văn Harvard-Smithsonian, miêu tả về tình hình trên quỹ đạo nếu kế hoạch về các mạng lưới vệ tinh khổng lồ của SpaceX, OneWeb và Amazon thành hiện thực.

"Tổng số lần giao hội năm 2022 được dự đoán cao hơn 134% so với năm 2020 và cao hơn 58% so với năm 2021, vượt quá 4 triệu", Hugh Lewis, giáo sư ngành du hành vũ trụ tại Đại học Southampton, cho biết.

Theo thông tin mà SpaceX, công ty của tỷ phú Elon Musk, gửi lên Ủy ban Truyền thông Liên bang Mỹ (FCC) tháng 12 năm ngoái, hệ thống tránh va chạm tự động của SpaceX đã thực hiện 26.037 thao tác tránh va chạm trên quỹ đạo cho các vệ tinh Starlink trong hai năm, từ 1/12/2020 - 30/11/2022. Điều này đồng nghĩa, mỗi vệ tinh trong số gần 4.000 vệ tinh Starlink mà SpaceX phóng đến nay đã thực hiện trung bình 12 thao tác tránh va chạm.

Tuy nhiên, số lượng Starlink hiện tại vẫn chưa đến 10% so với mức SpaceX dự định triển khai. Trong 10 năm tới, số lượng vệ tinh Starlink trên quỹ đạo có thể tăng lên đến 42.000. Ngoài ra, trên không gian sẽ còn có thêm 4.000 vệ tinh theo kế hoạch của OneWeb, 3.200 vệ tinh Kuiper của Amazon và 13.000 vệ tinh trong hệ thống Guowang của Trung Quốc.

Theo tài liệu của FCC, SpaceX khẳng định mỗi vệ tinh của hãng có đủ nhiên liệu để thực hiện 350 thao tác tránh va chạm trong vòng đời dự kiến kéo dài 5 năm. Nhưng Lewis tính toán, mức 350 này có thể đạt được rất sớm, trước khi các vệ tinh này hết tuổi thọ.

Các vệ tinh đang hoạt động mới chỉ là một phần của vấn đề. Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA) ước tính, vùng không gian gần Trái đất có tới khoảng 36.500 mảnh rác không gian lớn hơn 10 cm, khoảng 1.000.000 mảnh có kích thước từ 1 - 10 cm và 130 triệu mảnh nhỏ hơn 1 cm. Thậm chí số lượng mảnh nhỏ tiếp tục tăng lên khi các vật thể lớn va chạm với nhau ở tốc độ cao và vỡ ra.

Một lô vệ tinh Starlink của SpaceX chuẩn bị được triển khai trên quỹ đạo. (Ảnh: SpaceX).

Vậy quỹ đạo Trái đất có thể chứa được bao nhiêu vệ tinh mà vẫn an toàn? Câu trả lời không hề đơn giản. Lewis cho biết, một số độ cao quỹ đạo dễ gặp nguy hiểm hơn những độ cao khác.

Ví dụ, vệ tinh Starlink hoạt động ở độ cao 550km. Các vật thể ở độ cao này thường không lang thang ngoài không gian quá lâu sau khi ngừng hoạt động. Kể cả khi hệ thống đẩy bị hỏng, không thể đưa chúng lao xuống khí quyển và cháy rụi, thì chúng cũng sẽ hạ quỹ đạo một cách tự nhiên trong vòng vài năm do lực kéo của khí quyển.

Tuy nhiên, khả năng "dọn rác" tự nhiên này giảm dần khi độ cao tăng lên. "Ở độ cao trên 1.000km, khí quyển không làm được gì nhiều vì quá loãng", Lewis giải thích. Mạng lưới vệ tinh của OneWeb hoạt động ở phạm vi độ cao này, ngoài ra còn có mạng lưới nhỏ hơn của công ty Globalstar.

Hầu hết các công ty vận hành mạng lưới vệ tinh đều cam kết vệ tinh của mình có đủ nhiên liệu để lao xuống khí quyển Trái đất khi kết thúc nhiệm vụ. Tuy nhiên, khả năng trục trặc kỹ thuật vẫn khiến giới chuyên gia lo ngại. Năm 2012, ESA không thể loại bỏ vệ tinh quan sát Trái đất nặng 8 tấn Envisat khỏi quỹ đạo cao 772km như kế hoạch. Nó hiện là một trong những mảnh rác không gian nguy hiểm nhất và sẽ tiếp tục bay quanh hành tinh xanh nhiều thế kỷ.

"5 hay 10 năm nữa, chúng ta sẽ có khoảng 20.000 - 100.000 vệ tinh. Với số lượng 100.000, tôi rất nghi ngờ việc mọi thứ có thể được vận hành an toàn", McDowell chia sẻ.

Cập nhật: 03/03/2023 VnExpress