Nỗ lực làm sạch rác vũ trụ

Sử dụng trí tuệ nhân tạo theo dõi rác vũ trụ

Các hoạt động không gian những năm gần đây ngày càng trở nên dày đặc khi nhiều quốc gia tăng tốc chương trình thám hiểm và chinh phục lĩnh vực còn nhiều không gian khai phá này nhưng sự phát triển ấy cũng kéo theo lượng rác vũ trụ trôi nổi quay quanh Trái đất tăng theo cấp số nhân. Rác vũ trụ có thể đe dọa đến các vệ tinh cũng như sứ mệnh khám phá không gian của con người. Trước thực trạng này, hãng công nghệ Privateer, có trụ sở tại Mỹ, đã sử dụng trí tuệ nhân tạo (AI) để xác định và theo dõi rác vũ trụ, nhằm tránh nguy cơ gây hại của chúng.

Theo hãng công nghệ Privateer, họ sử dụng dữ liệu từ Bộ chỉ huy không gian Mỹ cũng như nhiều hãng vận hành vệ tinh trên thế giới để cung cấp cho nền tảng trí tuệ nhân tạo (AI) mang tên Wayfinder. Nền tảng này chịu trách nhiệm theo dõi hơn 35.000 vật thể là rác vũ trụ có kích thước từ 10 cm trở lên.

Cuộc chạy đua trong không gian đã kéo theo lượng rác vũ trụ trôi nổi quay quanh Trái đất tăng theo cấp số nhân (Ảnh: Getty Images)  

Ông Declan Lynch (đại diện hãng Privateer) cho biết: "Mỗi mảnh rác vũ trụ di chuyển với vận tốc hơn 27.000 km/h. Nhờ trí tuệ nhân tạo, chúng tôi không chỉ theo dõi mà còn có thể dự đoán chính xác và nhanh chóng quỹ đạo của chúng trong 72 giờ đồng hồ".

Rác vũ trụ vốn là những vật thể nhân tạo như các mảnh vụn từ vệ tinh, tên lửa, các thiết bị của con người phóng lên không gian. Chúng bay với vận tốc rất cao và có thể gây hư hại nặng tàu vũ trụ, vệ tinh hoặc trạm không gian. Theo công ty Privateer, trong bối cảnh rác vũ trụ ngày càng nhiều trên quỹ đạo Trái đất, việc theo dõi và xác định đường bay của chúng đóng vai trò quan trọng nhằm đảm bảo an toàn cho các sứ mệnh không gian.

Từ tàn dư của chương trình Apollo cho đến chất thải từ ISS, các tầng tên lửa đã qua sử dụng, các vệ tinh ngừng hoạt động, nhiên liệu đông lạnh..., rác thải vũ trụ đã tích tụ trên quỹ đạo Trái đất trong khoảng 7 thập kỷ qua, kể từ khi vệ tinh đầu tiên được phóng vào năm 1957. Theo ước tính của NASA, khoảng 120 triệu mảnh vụn trôi nổi trong không gian, với hàng trăm nghìn vật thể cực nhỏ, với kích thước khoảng hơn 1 cm quay trở lại bầu khí quyển và rơi xuống Trái đất. Thống kê của các nhà khoa học chỉ ra rằng mỗi tuần có tới khoảng 1 tấn mảnh vụn không gian đi vào bầu khí quyển.

Với số lượng khổng lồ như vậy, đã có những sự cố được ghi nhận do các vụ va chạm với rác thải vũ trụ cũng như từ việc rác thải vũ trụ rơi trở lại Trái đất.

Nguy hại từ những mảnh vụn không gian

Ngày 26/6, vệ tinh của Nga có tên RESURS-P1 bị vỡ đã khiến hơn 100 mảnh vụn rơi vãi vào quỹ đạo thấp của Trái đất. Trước khi vỡ, vệ tinh nặng gần 5 tấn và đang di chuyển ở độ cao 312km so với Trái đất. Một vụ va chạm với Trạm vũ trụ quốc tế (ISS) hoàn toàn có nguy cơ gây ra thiệt hại thảm khốc.

Tháng 3 vừa qua, một vật thể nặng 700 gram đã rơi trúng nhà dân tại bang Florida (Mỹ), làm thủng một lỗ trên mái nhà. NASA sau đó xác nhận đây là một phần của kiện hàng chứa pin đã qua sử dụng và được ISS thải ra vào năm 2021. Thay vì bị đốt cháy hoàn toàn, một phần của kiện hàng vẫn còn nguyên trong quá trình đi qua tầng khí quyển, sau đó rơi xuống đất.

Năm 2022, mảnh vỡ từ tàu vũ trụ SpaceX Crew Dragon đã rơi xuống một nông trại ở Australia. Mảnh vỡ này dài tới 3m và cắm sâu xuống đất sau vụ va chạm.

Năm 2021, một vụ va chạm với rác thải vũ trụ đã khiến cánh tay robot Canadianarm2 của ISS bị thủng, tạo một lỗ nhỏ có đường kính 5mm.

Ngoài rủi ro về va chạm, bầu khí quyển của Trái đất khi bị ngập tràn trong rác vũ trụ còn để lại nhiều hậu quả khôn lường cho môi trường. Nhiều chất gây ô nhiễm, đặc biệt là các hợp chất hóa học loãng, đã được phát hiện trong lớp không khí mỏng ở tầng bình lưu, cách Trái đất khoảng 50 km. Đáng nói là trong đó có cả những hợp chất đặc biệt nguy hiểm như oxit nhôm có thể phá hủy tầng ozone.

Số lượng vệ tinh càng tăng, vấn đề rác vũ trụ càng nan giải. Các nhà khoa học cảnh báo, với tình hình trên, mỗi cuộc phóng vệ tinh lên quỹ đạo sẽ phải đối mặt nguy cơ va chạm vào một vật thể trôi tự do. Bởi vậy, nhiều quốc gia đã và đang tích cực phát triển các chương trình dọn rác thải vũ trụ.

Nỗ lực làm sạch không gian

Công ty Astroscale (Nhật Bản) đang thử nghiệm cánh tay robot hiện đại, có thể thu dọn các vệ tinh cũ và rác vũ trụ khác trên quỹ đạo. Cánh tay robot của Astroscale được kỳ vọng sẽ sớm được đưa lên vũ trụ để thực hiện sứ mệnh quan trọng: thu dọn các vệ tinh, tên lửa cũ và mảnh vỡ từ các thiết bị khác trong không gian trôi nổi quanh quỹ đạo Trái đất.

Ông Nick Shave (Giám đốc điều hành Công ty Astroscale) cho biết: "Chúng tôi sử dụng một cánh tay robot để kẹp chặt vào các vệ tinh cũ, sau đó kéo chúng xuống quỹ đạo thấp hơn, nơi chúng quay trở lại bầu khí quyển Trái đất rồi tự bốc cháy".

Còn công ty khởi nghiệp EX-Fusion của Nhật Bản đang nỗ lực nghiên cứu việc loại bỏ những mảnh rác vũ trụ cực nhỏ bằng chùm tia laser bắn từ mặt đất. Theo kế hoạch, công ty sẽ lắp đặt thiết bị bắn tia laser công suất cao bên trong đài thiên văn do EOS Space vận hành. Ý tưởng là bắn tia laser vào các mảnh vỡ từ hướng di chuyển ngược lại để làm chúng chậm lại. Tốc độ giảm sẽ khiến quỹ đạo di chuyển của các mảnh vụn giảm xuống cho tới khi đi vào bầu khí quyển Trái đất và bốc cháy.

Trí tuệ nhân tạo được sử dụng để dọn rác vũ trụ (Ảnh: Courtesy of Clearspace)  

Trước đó, năm 2018, Anh từng phóng thành công vệ tinh dọn rác có tên RemoveDebris, một "tấm lưới" đặc biệt để vớt các mảnh rác và gom lại xử lý.

Mới đây nhất, vào tháng 6 vừa qua, 3 công ty lớn trong ngành vũ trụ của châu Âu là Airbus Defense, Space, OHB và Thales Alenia Space đã ký hợp đồng với Cơ quan Vũ trụ châu Âu để phát triển các nền tảng vệ tinh quy mô phù hợp để vận hành quỹ đạo Trái đất tầm thấp tuân thủ tiêu chuẩn "không rác thải". Mục tiêu táo bạo là hạn chế đáng kể sự gia tăng của các mảnh vỡ trên quỹ đạo Trái đất và Mặt trăng vào năm 2030 cho tất cả các sứ mệnh, chương trình và hoạt động không gian trong tương lai.

Theo các nhà khoa học, những giải pháp kể trên mới chỉ giải quyết một phần nhỏ của "núi" rác vũ trụ hiện nay.

Văn phòng Liên hợp quốc về các vấn đề ngoài vũ trụ đang kêu gọi nâng cao nhận thức về vấn đề rác thải không gian và khuyến nghị các nước sớm đưa ra những giải pháp ứng phó và hợp tác hữu hiệu.