Nồng độ khí nhà kính ngày càng tăng đang làm cho tầng khí quyển trên mỏng hơn, làm giảm khả năng kéo rác vũ trụ ra khỏi quỹ đạo. Do đó, sẽ có ít vệ tinh hơn có thể hoạt động an toàn trong không gian gần Trái Đất trong những thập kỷ tới, với các trường hợp khẩn cấp về rác vũ trụ cục bộ có khả năng trở thành chuẩn mực, một nghiên cứu mới cho biết.
Các nhà khoa học đã biết từ những năm 1990 rằng các quá trình phức tạp diễn ra trong khí quyển Trái Đất do biến đổi khí hậu có thể làm giảm mật độ của các lớp trên cùng của lớp khí bao phủ hành tinh. Khi tầng khí quyển trên trở nên mỏng hơn, vệ tinh và rác vũ trụ cũ sẽ ít bị cản trở hơn khi chúng lao nhanh quanh hành tinh. Do đó, chúng trôi nổi lâu hơn và các vùng không gian bên dưới trở nên lộn xộn hơn. Trong thập kỷ qua, các nghiên cứu đã xuất hiện để ước tính chính xác mức độ ảnh hưởng của những thay đổi trong khí quyển này đến các vệ tinh đó.
Một nhóm kỹ sư hàng không vũ trụ tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) hiện đã đi sâu hơn vào vấn đề này và ước tính các hiệu ứng lan tỏa của lực cản giảm này đối với sự an toàn của giao thông quỹ đạo. Kết quả thật đáng kinh ngạc: Vào cuối thế kỷ này, một số vùng quỹ đạo có thể mang theo ít hơn tới 66% số vệ tinh so với hiện nay do lượng rác vũ trụ ngày càng tăng.
Phát hiện này xuất hiện tại một thời điểm quan trọng trong quá trình sử dụng không gian của loài người. Với sự gia tăng của các chòm sao vệ tinh lớn như Starlink của SpaceX hoặc Project Kuiper của Amazon, số lượng vệ tinh trên quỹ đạo sẽ tăng vọt. Tuy nhiên, cái mà các nhà khoa học gọi là "sức chứa vệ tinh" của quỹ đạo Trái đất thấp sẽ giảm dần, trừ khi lượng khí thải khí nhà kính được hạn chế đáng kể.
Liên quan: Hội chứng Kessler và vấn đề rác vũ trụ
"Siêu chòm sao là một xu hướng mới và chúng tôi đang chỉ ra rằng, do biến đổi khí hậu, chúng ta sẽ có sức chứa giảm trên quỹ đạo", đồng tác giả nghiên cứu Richard Linares, phó giáo sư tại Khoa Hàng không và Du hành vũ trụ (AeroAstro) của MIT, nói trong một tuyên bố. "Và tại các khu vực địa phương, chúng ta đang tiến gần đến giá trị năng lực này ngày hôm nay."
Các nhà nghiên cứu đã phân tích độ cao quỹ đạo riêng lẻ và phát hiện ra rằng một số vỏ này đã đạt đến giới hạn khả năng mang theo của chúng, đe dọa gây ra các vụ va chạm mảnh vỡ không gian mất kiểm soát cục bộ. Những đợt như vậy sẽ tạo ra thêm nhiều đám mây mảnh vỡ làm giảm thêm tính an toàn của giao thông quỹ đạo.
CÂU CHUYỆN LIÊN QUAN:
— 6 loại vật thể có thể gây ra ngày tận thế do mảnh vỡ vũ trụ
— Trái đất nóng lên của chúng ta: NASA cho biết năm 2024 là năm nóng nhất trong lịch sử
— NASA cho biết giải quyết vấn đề rác vũ trụ có thể cần đến tia laser và tàu kéo vũ trụ
Tuy nhiên, không phải là không còn cách nào khác: Nhân loại có cơ hội ngăn chặn xu hướng này bằng cách đảm bảo nồng độ khí nhà kính trong khí quyển ngừng tăng.
"Hành vi của chúng ta đối với khí nhà kính trên Trái đất trong 100 năm qua đang ảnh hưởng đến cách chúng ta vận hành vệ tinh trong 100 năm tới", Linares cho biết.
Tác giả chính của nghiên cứu, William Parker, một sinh viên tốt nghiệp tại AeroAstro, cho biết thêm: "Lớp khí quyển trên đang ở trạng thái mong manh khi biến đổi khí hậu phá vỡ nguyên trạng. Đồng thời, số lượng vệ tinh được phóng lên đã tăng mạnh, đặc biệt là để cung cấp internet băng thông rộng từ không gian. Nếu chúng ta không quản lý hoạt động này một cách cẩn thận và nỗ lực giảm lượng khí thải, không gian có thể trở nên quá đông đúc, dẫn đến nhiều vụ va chạm và mảnh vỡ hơn".
Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature Sustainability vào thứ Hai (ngày 10 tháng 3).
Các nhà khoa học đã biết từ những năm 1990 rằng các quá trình phức tạp diễn ra trong khí quyển Trái Đất do biến đổi khí hậu có thể làm giảm mật độ của các lớp trên cùng của lớp khí bao phủ hành tinh. Khi tầng khí quyển trên trở nên mỏng hơn, vệ tinh và rác vũ trụ cũ sẽ ít bị cản trở hơn khi chúng lao nhanh quanh hành tinh. Do đó, chúng trôi nổi lâu hơn và các vùng không gian bên dưới trở nên lộn xộn hơn. Trong thập kỷ qua, các nghiên cứu đã xuất hiện để ước tính chính xác mức độ ảnh hưởng của những thay đổi trong khí quyển này đến các vệ tinh đó.
Một nhóm kỹ sư hàng không vũ trụ tại Viện Công nghệ Massachusetts (MIT) hiện đã đi sâu hơn vào vấn đề này và ước tính các hiệu ứng lan tỏa của lực cản giảm này đối với sự an toàn của giao thông quỹ đạo. Kết quả thật đáng kinh ngạc: Vào cuối thế kỷ này, một số vùng quỹ đạo có thể mang theo ít hơn tới 66% số vệ tinh so với hiện nay do lượng rác vũ trụ ngày càng tăng.
Phát hiện này xuất hiện tại một thời điểm quan trọng trong quá trình sử dụng không gian của loài người. Với sự gia tăng của các chòm sao vệ tinh lớn như Starlink của SpaceX hoặc Project Kuiper của Amazon, số lượng vệ tinh trên quỹ đạo sẽ tăng vọt. Tuy nhiên, cái mà các nhà khoa học gọi là "sức chứa vệ tinh" của quỹ đạo Trái đất thấp sẽ giảm dần, trừ khi lượng khí thải khí nhà kính được hạn chế đáng kể.
Liên quan: Hội chứng Kessler và vấn đề rác vũ trụ
"Siêu chòm sao là một xu hướng mới và chúng tôi đang chỉ ra rằng, do biến đổi khí hậu, chúng ta sẽ có sức chứa giảm trên quỹ đạo", đồng tác giả nghiên cứu Richard Linares, phó giáo sư tại Khoa Hàng không và Du hành vũ trụ (AeroAstro) của MIT, nói trong một tuyên bố. "Và tại các khu vực địa phương, chúng ta đang tiến gần đến giá trị năng lực này ngày hôm nay."
Các nhà nghiên cứu đã phân tích độ cao quỹ đạo riêng lẻ và phát hiện ra rằng một số vỏ này đã đạt đến giới hạn khả năng mang theo của chúng, đe dọa gây ra các vụ va chạm mảnh vỡ không gian mất kiểm soát cục bộ. Những đợt như vậy sẽ tạo ra thêm nhiều đám mây mảnh vỡ làm giảm thêm tính an toàn của giao thông quỹ đạo.
CÂU CHUYỆN LIÊN QUAN:
— 6 loại vật thể có thể gây ra ngày tận thế do mảnh vỡ vũ trụ
— Trái đất nóng lên của chúng ta: NASA cho biết năm 2024 là năm nóng nhất trong lịch sử
— NASA cho biết giải quyết vấn đề rác vũ trụ có thể cần đến tia laser và tàu kéo vũ trụ
Tuy nhiên, không phải là không còn cách nào khác: Nhân loại có cơ hội ngăn chặn xu hướng này bằng cách đảm bảo nồng độ khí nhà kính trong khí quyển ngừng tăng.
"Hành vi của chúng ta đối với khí nhà kính trên Trái đất trong 100 năm qua đang ảnh hưởng đến cách chúng ta vận hành vệ tinh trong 100 năm tới", Linares cho biết.
Tác giả chính của nghiên cứu, William Parker, một sinh viên tốt nghiệp tại AeroAstro, cho biết thêm: "Lớp khí quyển trên đang ở trạng thái mong manh khi biến đổi khí hậu phá vỡ nguyên trạng. Đồng thời, số lượng vệ tinh được phóng lên đã tăng mạnh, đặc biệt là để cung cấp internet băng thông rộng từ không gian. Nếu chúng ta không quản lý hoạt động này một cách cẩn thận và nỗ lực giảm lượng khí thải, không gian có thể trở nên quá đông đúc, dẫn đến nhiều vụ va chạm và mảnh vỡ hơn".
Nghiên cứu đã được công bố trên tạp chí Nature Sustainability vào thứ Hai (ngày 10 tháng 3).
