Phi hành gia chưa thể trở về Trái đất do rác vũ trụ dày đặc

Rác vũ trụ gia tăng, phi hành gia đối mặt nguy hiểm gì?

Các mảnh vỡ lớn, cùng hàng trăm nghìn mảnh nhỏ hơn đang trôi nổi ngoài quỹ đạo, làm tăng nguy cơ va chạm ở vận tốc cực cao.

Mới đây, một mảnh rác vũ trụ va chạm với tàu vũ trụ Shenzhou 21 trong khi đang trên quỹ đạo, làm nứt kính cửa sổ quan sát.

Điều này khiến ba phi hành gia Trung Quốc chưa thể hạ cánh xuống Trái Đất, buộc họ phải tạm thời ở lại trên trạm vũ trụ cho đến khi có phương tiện an toàn trở về.

Năm 2021, mảnh vỡ từng va vào Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS), làm hỏng một phần cánh tay robot. Trong vài năm qua, ISS nhiều lần phải điều chỉnh quỹ đạo để tránh rác bay.

Rác vũ trụ không chỉ đe dọa tàu vũ trụ hay các chuyến thám hiểm, mà còn gây nguy hiểm cho những vệ tinh phục vụ các nhiệm vụ quan trọng dưới mặt đất.

Thông thường, rác vũ trụ được để tự tiếp tục quay quanh Trái Đất trong nhiều năm, rồi dần rơi vào khí quyển với hy vọng sẽ cháy rụi.

Thời gian rơi phụ thuộc vào độ cao, những vật thể trên 965km tính từ ngưỡng tái nhập khí quyển có thể tiếp tục lơ lửng hàng thế kỷ.

Lượng rác dày đặc đến mức mọi chuyến bay vào quỹ đạo thấp đều phải tính toán xác suất va chạm.

Giải pháp “dọn sạch” rác vũ trụ an toàn

Một nhà nghiên cứu tại Đại học Tohoku (Nhật Bản) cho rằng lời giải có thể nằm ở hệ thống đẩy bằng plasma.

Theo đề xuất, một vệ tinh chuyên dụng có thể dùng động cơ plasma để “kéo” những mảnh rác, làm giảm vận tốc của chúng và khiến chúng rơi khỏi quỹ đạo nhanh hơn.

Lực tác động khiến rác giảm tốc, rơi khỏi quỹ đạo nhanh hơn, thay vì kéo dài hàng năm hay hàng thế kỷ, quá trình này có thể rút xuống chỉ còn vài phút.

Tuy nhiên, khi tạo lực tác động vào rác, vệ tinh cũng sẽ bị đẩy ngược theo nguyên lý phản lực.

Điều này làm giảm hiệu quả của vệ tinh. Vì vậy, các nhà khoa học đã phát triển động cơ "plasma hai chiều", phóng plasma theo hai hướng để triệt tiêu lực đẩy ngược.

Đây là giải pháp không tiếp xúc, trong khi hầu hết phương án dọn rác khác đều cần chạm trực tiếp, làm tăng nguy cơ va chạm.

Hệ thống được thử nghiệm trong các ống chân không mô phỏng điều kiện không gian và kết quả cho thấy thiết kế hoạt động hiệu quả, thậm chí có thể rút ngắn thời gian khử quỹ đạo.

Mặc dù công nghệ này chưa sẵn sàng áp dụng trong thực tế, nhưng thử nghiệm thành công cho thấy các nhà nghiên cứu đã tiến thêm một bước quan trọng trong việc phát triển hệ thống đẩy giúp loại bỏ rác vũ trụ an toàn và hiệu quả.