Khi ISS phải tránh rác vũ trụ hai lần trong vòng chưa đầy một tuần, đó là lúc chúng ta cần nhận thức phải xử lý những mảnh vỡ này (hình minh hoạ: NASA).
Hoạt động chinh phục không gian của con người, dù đạt được nhiều thành tựu vĩ đại, đang tạo ra một vấn đề nghiêm trọng: rác thải vũ trụ.
Tình hình này trở nên đặc biệt đáng báo động vào năm 2024, khi Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) báo cáo có khoảng 40.000 mảnh vỡ lớn và hàng trăm nghìn mảnh vỡ nhỏ đang trôi nổi trên quỹ đạo quanh Trái Đất.
Mỗi mảnh vỡ, dù lớn hay nhỏ, đều tiềm ẩn nguy cơ va chạm cao. Điển hình là vụ việc năm 2021, một vệ tinh quân sự của Trung Quốc đã phát nổ sau khi va chạm với các mảnh vỡ không kiểm soát.
Những mảnh vỡ này không chỉ đe dọa tàu vũ trụ và các nhà du hành, mà còn gây nguy hiểm cho các vệ tinh thiết yếu hỗ trợ các hoạt động quan trọng trên Trái Đất. Điều đáng lo ngại là hiện tại, chúng ta chưa có một kế hoạch cụ thể nào để giải quyết mớ hỗn độn này.
Thực trạng đáng báo động và những thách thức
Thông thường, rác vũ trụ sẽ bay quanh Trái Đất trong nhiều năm trước khi quay trở lại bầu khí quyển và bị đốt cháy. Thời gian rơi xuống phụ thuộc vào độ cao của chúng; những vật thể cách ngưỡng tái nhập hơn 1.000 km có thể tiếp tục quay quanh hành tinh trong nhiều thế kỷ.
Tình trạng rác thải tràn lan đã buộc các chuyến bay vào quỹ đạo thấp của Trái Đất phải tính đến khả năng va chạm, và Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) thường xuyên phải thực hiện các thao tác tránh rác.
Việc loại bỏ rác khỏi không gian mà không để chúng rơi ra khỏi quỹ đạo một cách tự nhiên thường đòi hỏi tiếp xúc trực tiếp, làm tăng nguy cơ va chạm và hư hỏng thiết bị đắt tiền, thậm chí gây nguy hiểm cho con người nếu có sự can thiệp trực tiếp.
Giải pháp đột phá từ công nghệ plasma
Giáo sư Kazunori Takahashi từ Khoa Kỹ thuật Sau đại học, Trường Đại học Tohoku, Nhật Bản, đã đề xuất một giải pháp đầy hứa hẹn: sử dụng hệ thống đẩy plasma. Ông tin rằng động cơ đẩy plasma có thể là câu trả lời cho vấn đề rác thải vũ trụ.
Hệ thống này hoạt động dựa trên một vệ tinh được trang bị động cơ đẩy plasma. Vệ tinh này sẽ phun plasma về phía các mảnh rác đang bay qua. Lực tạo ra từ plasma sẽ làm chậm các mảnh vỡ, đẩy chúng ra khỏi quỹ đạo nhanh hơn, rút ngắn quá trình thu gom từ hàng năm, hàng thế kỷ xuống chỉ còn vài phút.
Một thách thức lớn của việc đẩy plasma là phản lực có thể đẩy vệ tinh ra xa, làm giảm hiệu quả. Để khắc phục điều này, Giáo sư Takahashi đã phát triển một động cơ đẩy "plasma hai chiều" được thiết kế để phun plasma theo hai hướng, bù lại lực đẩy và duy trì vị trí của vệ tinh.
Các thử nghiệm trong môi trường chân không mô phỏng điều kiện không gian đã chứng minh tính hiệu quả của thiết kế này, thậm chí còn có thể đẩy nhanh quá trình rời khỏi quỹ đạo.
Mặc dù thiết bị này chưa sẵn sàng để triển khai thực tế, thành tựu này đánh dấu một bước tiến quan trọng trong việc "phát triển một hệ thống đẩy có khả năng loại bỏ rác vũ trụ một cách hiệu quả và an toàn".
Giải pháp không tiếp xúc này hứa hẹn sẽ mở ra một kỷ nguyên mới trong việc bảo vệ môi trường không gian, đảm bảo các hoạt động khám phá và khai thác vũ trụ trong tương lai được an toàn và bền vững.
