Vào ngày 15 tháng 11 năm 2021, các quan chức Hoa Kỳ thông báo rằng họ đã phát hiện một lĩnh vực mảnh vụn mới nguy hiểm trong quỹ đạo gần Trái Đất. Sau đó trong ngày, xác nhận rằng Nga đã phá hủy một trong những vệ tinh cũ của mình trong cuộc thử nghiệm vũ khí chống vệ tinh. Wendy Whitman Cobb là một nhà nghiên cứu về an ninh vũ trụ. Bà giải thích về những vũ khí này là gì và tại sao mảnh vụn mà chúng tạo ra là một vấn đề ngay bây giờ - và trong tương lai.
Chúng ta biết gì?
Vũ khí chống vệ tinh, thường được gọi là ASATs, là bất kỳ vũ khí nào có thể tạm thời làm hỏng hoặc phá hủy vĩnh viễn một vệ tinh đang quay. Vũ khí mà Nga vừa thử nghiệm được biết đến là vũ khí chống vệ tinh có đường chéo trực tiếp và động năng. Nga đã phóng một cuộc thử nghiệm chống vệ tinh đã phá hủy một trong những vệ tinh cũ của mình. Vệ tinh đã phá vỡ và tạo ra hàng nghìn mảnh mảnh vụn trong quỹ đạo, có kích thước từ những hạt nhỏ đến những mảnh rộng vài feet. Rác không gian này sẽ tồn tại trong quỹ đạo nhiều năm, có thể va chạm với các vệ tinh khác cũng như Trạm Không gian Quốc tế. Phi hành đoàn trạm không gian đã phải tạm trú lại khi họ đi qua gần đám mây mảnh vụn.
Many anti-satellite weapons are missiles launched from the ground, like this U.S. ASM-135 ASAT. Lorax via WikimediaCommons.Vũ khí chống vệ tinh là gì?
Vũ khí chống vệ tinh, thường được gọi là ASATs, là bất kỳ vũ khí nào có thể tạm thời làm hỏng hoặc phá hủy vĩnh viễn một vệ tinh đang quay. Vũ khí mà Nga vừa thử nghiệm được biết đến là vũ khí chống vệ tinh có đường chéo trực tiếp và động năng. Thường được phóng từ mặt đất hoặc từ cánh máy bay và phá hủy vệ tinh bằng cách va chạm vào chúng với tốc độ cao.
Một loại vũ khí tương tự, được gọi là vũ khí chống vệ tinh đồng quỹ đạo, được phóng lên quỹ đạo trước và sau đó thay đổi hướng để va chạm với vệ tinh được nhắm đến từ không gian.
Loại thứ ba, vũ khí chống vệ tinh không động năng, sử dụng công nghệ như tia laser để làm quấy rối vệ tinh mà không va chạm vật lý với chúng.
Các cơ quan vũ trụ đã phát triển và thử nghiệm vũ khí chống vệ tinh từ thập kỷ 1960. Đến nay, Hoa Kỳ, Nga, Trung Quốc và Ấn Độ đã chứng minh khả năng tấn công vệ tinh đang quay hỗ trợ các dịch vụ như GPS, truyền thông và dự báo thời tiết.
Debris from a single destroyed satellite can spread out rapidly, as seen in this image showing the orbits of debris from a Chinese satellite one month after it was destroyed in 2007. NASA Orbital Debris Program Office via WikimediaCommonsTại sao mảnh vụn là một vấn đề?
Bất kể nguyên nhân là gì, mảnh vụn không gian đều là một vấn đề nghiêm trọng.
Các mảnh lớn dễ theo dõi và tránh, nhưng khó theo dõi các mảnh nhỏ hơn 4 inch (10 centimet). Ngay cả mảnh vụn nhỏ cũng có thể gây nguy hiểm lớn. Mảnh vụn không gian thường di chuyển nhanh hơn 17,000 dặm/giờ quanh Trái Đất. Ở tốc độ đó, mảnh vụn có thể phá hủy bất kỳ tàu vũ trụ hoặc vệ tinh nào nó va chạm. Thập kỷ 1980, một vệ tinh Liên Xô bị phá hủy do nghi ngờ về va chạm với mảnh vụn.
Điều đáng lo ngại hơn là nguy cơ mà mảnh vụn đặt ra cho các nhiệm vụ không gian có người lái. Tháng 7 năm 2021, một trong những cánh tay cơ bản của Trạm Vũ trụ Quốc tế bị va chạm bởi một mảnh vụn tạo ra một lỗ 0.2 inch (0.5 cm) xuyên qua một phần của cánh tay. Mặc dù sự hỏng hóc không cần phải được sửa chữa, nhưng các quan chức mô tả đó là một cú đánh may mắn - nếu nó đã va chạm vào một phần khác của trạm, tình hình có thể đã tồi tệ hơn nhiều.
Mảnh vụn không gian cũng là mối đe dọa lớn đối với những người trên Trái Đất. Vệ tinh đóng vai trò quan trọng trong nền kinh tế toàn cầu thông qua GPS, truyền thông và dữ liệu thời tiết. Nếu các dịch vụ như vậy bị gián đoạn, sẽ có một chi phí kinh tế đáng kể. Một nghiên cứu cho thấy một sự cố GPS có thể khiến Mỹ mất đến 1 tỷ đô la mỗi ngày.
Hiện nay có nghìn mảnh vụn không gian quay quanh Trái Đất, có nguồn gốc đa dạng như cơ thể tên lửa cũ, vệ tinh chết, mảnh vụn từ các va chạm và thử nghiệm trước đó, và các vật phẩm bị mất từ các phi hành gia. Vấn đề - giống như với môi trường - là không có động lực cho từng quốc gia cá nhân để tránh tạo ra mảnh vụn hoặc làm sạch nó.
Lượng mảnh vụn không gian chỉ tăng lên theo thời gian. Nhiều năm qua, các nhà khoa học đã cảnh báo về khả năng xảy ra một chuỗi va chạm. Khi lượng mảnh vụn tăng lên, khả năng va chạm giữa nó và các vệ tinh và mảnh vụn khác cũng tăng lên. Nhiều va chạm có thể làm cho một số quỹ đạo trở nên hoàn toàn không thể sử dụng. Mặc dù điều này có thể mất hàng thập kỷ để xảy ra, nhưng sự kiện như thử nghiệm của Nga chỉ làm cho kết quả đó trở nên có khả năng hơn.
Phải làm gì bây giờ?
Trong ngắn hạn, hiện chưa có gì có thể làm để giảm thiểu đám mây mới của mảnh vụn không gian này, nhưng bất kỳ ai có thứ gì đó trong không gian đều đang cảnh báo cao để tránh nó.
Chính phủ Mỹ và các công ty thương mại đang theo dõi mảnh vụn mới, và phi hành đoàn trên Trạm Vũ trụ Quốc tế đã được ra lệnh giữ những mô-đun cụ thể đóng cửa khi họ tiếp tục đi qua đám mây mảnh vụn. Khi mảnh vụn mới lan ra và các mảnh được theo dõi, các điều khiển trạm sẽ có hiểu biết tốt hơn về nguy cơ đối với phi hành đoàn.
Trong tương lai, các chuyên gia đề xuất nên làm việc trên các giải pháp toàn cầu để loại bỏ mảnh vụn. Điều này bao gồm việc thực hiện biện pháp để ngăn chặn việc tạo ra mảnh vụn từ đầu và loại bỏ mảnh vụn đã có trong không gian. Một số tổ chức chính phủ và quốc tế đã đề xuất cách ngăn chặn mảnh vụn mới, nhưng những đề xuất này chỉ là không chính thức và không có tính pháp lý.
Phương pháp khắc phục là một thách thức khó khăn. Công nghệ để loại bỏ mảnh vụn chưa được phát triển đầy đủ, nhưng ngay cả vậy, triển khai nó là một chủ đề nhạy cảm. Công nghệ cùng một lúc có thể được sử dụng để loại bỏ một mảnh vụn không gian cũng có thể được sử dụng để tấn công một vệ tinh. Công nghệ có thể sử dụng kép này đặt ra những thách thức, vì nó có thể gây nghi ngờ rằng các quốc gia đang thử nghiệm vũ khí chống vệ tinh dưới vỏ của việc loại bỏ mảnh vụn.
Bài viết của Wendy Whitman Cobb, Giáo sư Nghiên cứu Chiến lược và An ninh, Học viện Không quân và Nghiên cứu Nâng cao Vũ trụ
Bài viết này được tái xuất bản từ The Conversation dưới giấy phép Creative Commons. Đọc bài viết gốc.