Hệ thống vệ tinh quanh Trái Đất đối mặt nguy cơ sụp đổ dây chuyền (Ảnh: Getty).
Nhân loại đã đầu tư nguồn lực rất lớn về nhân lực và tài chính cho các hệ thống vệ tinh, do vai trò thiết yếu của chúng đối với đời sống hiện đại. Từ truyền hình, định vị dẫn đường, dự báo thời tiết cho tới các giao dịch tài chính, phần lớn hoạt động của xã hội ngày nay đều phụ thuộc vào hạ tầng không gian.
Trong kịch bản các vệ tinh quanh Trái Đất đồng loạt ngừng hoạt động, hệ thống thông tin liên lạc quốc tế có thể bị gián đoạn nghiêm trọng. Hoạt động giao thông đình trệ, các hệ thống đo thời gian mất đồng bộ và chuỗi cung ứng toàn cầu đối mặt nguy cơ rơi vào trạng thái tê liệt.
Kịch bản tưởng như chỉ xuất hiện trong các bộ phim khoa học viễn tưởng đang được giới chuyên gia cảnh báo là hoàn toàn có thể xảy ra trong thực tế, khi mật độ vệ tinh trên quỹ đạo ngày càng dày đặc.
Nguy cơ sụp đổ dây chuyền trên quỹ đạo Trái Đất
Theo các nghiên cứu, chỉ một cơn bão Mặt Trời đủ mạnh hoặc một sự cố phần mềm đơn lẻ cũng có thể kích hoạt chuỗi sự cố dây chuyền, khiến toàn bộ hệ thống vệ tinh có nguy cơ bị tê liệt chỉ trong chưa đầy một tuần.
Số lượng vệ tinh trên quỹ đạo Trái Đất đang gia tăng nhanh chóng, đặc biệt kể từ khi các chùm vệ tinh cỡ lớn được triển khai. Tính đến tháng 1, ước tính có khoảng 15.000 vệ tinh đang hoạt động, trong đó gần hai phần ba thuộc các mạng lưới vệ tinh thương mại quy mô lớn.
Khi không gian quỹ đạo ngày càng trở nên chật chội, các vệ tinh buộc phải thực hiện các thao tác tránh va chạm với tần suất ngày càng cao. Trên thực tế, có những hệ thống phải tiến hành điều chỉnh quỹ đạo trung bình chỉ cách nhau vài phút để tránh nguy cơ đâm va.
Tuy nhiên, trong trường hợp nhà khai thác mất liên lạc với vệ tinh do bão Mặt Trời, lỗi phần mềm hoặc sự cố kỹ thuật, các thao tác né tránh cần thiết sẽ không thể được thực hiện. Kịch bản này có thể kích hoạt chuỗi va chạm theo hiệu ứng domino, dẫn đến nguy cơ sụp đổ dây chuyền của toàn bộ hệ thống vệ tinh.
Các nhà khoa học đã cảnh báo về rủi ro này ngay từ khi những vệ tinh đầu tiên được phóng lên trong thời kỳ Chiến tranh Lạnh. Năm 1978, một nghiên cứu công bố trên Journal of Geophysical Research đã chỉ ra rằng các vụ va chạm giữa vệ tinh có thể gia tăng theo thời gian, tạo ra một vành đai mảnh vỡ bao quanh Trái Đất.
Kịch bản này về sau được gọi là Hội chứng Kessler, một giả thuyết cho rằng quỹ đạo thấp quanh Trái Đất có thể trở nên quá đông đúc đến mức chỉ một vụ va chạm đơn lẻ cũng đủ kích hoạt chuỗi va chạm dây chuyền, làm cản trở hoặc thậm chí chặn đứng khả năng tiếp cận không gian của loài người.
Đồng hồ CRASH và “vùng an toàn” đang thu hẹp
Trước thực tế mới, một nhóm nghiên cứu đã phát triển phương pháp đo lường rủi ro mang tên Đồng hồ CRASH, viết tắt của Collision Realization And Significant Harm, nhằm ước tính thời gian còn lại trước khi xảy ra một va chạm thảm họa trong trường hợp các vệ tinh không còn khả năng né tránh.
Hệ thống ăng-ten vệ tinh dưới bầu trời đầy sao của Dải Ngân hà (Ảnh: Getty)
Đồng hồ CRASH sử dụng dữ liệu vị trí vệ tinh để mô phỏng các kịch bản rủi ro trên quỹ đạo. Theo ước tính hiện tại, khoảng thời gian được coi là “vùng an toàn” chỉ còn vào khoảng 5,5 ngày, tương đương 132 giờ.
Điều này cho thấy dư địa để các kỹ sư can thiệp và ngăn chặn kịch bản xấu là rất hạn hẹp. Chỉ vài năm trước, khi các chòm sao vệ tinh quy mô lớn chưa được triển khai rộng rãi, Đồng hồ CRASH vẫn ở mức khoảng 164 ngày, phản ánh môi trường quỹ đạo ít rủi ro hơn đáng kể.
Chỉ trong chưa đầy một thập kỷ, “vùng an toàn” đã thu hẹp từ hơn năm tháng xuống mức chỉ còn tính bằng ngày. Diễn biến này cho thấy mức độ rủi ro đang gia tăng với tốc độ nhanh và đáng lo ngại.
Bài học từ bão Mặt Trời trong quá khứ
Nguy cơ này không chỉ tồn tại trên lý thuyết. Nhiều nghiên cứu cho thấy bão Mặt Trời đã bắt đầu gây nhiễu hoạt động của vệ tinh, làm gia tăng lực cản khí quyển tác động lên các thiết bị bay ở quỹ đạo thấp.
Lịch sử từng ghi nhận những sự cố nghiêm trọng. Ngày 19/5/1998, một vệ tinh liên lạc lớn gặp sự cố sau giai đoạn hoạt động mạnh của bão Mặt Trời, khiến phần lớn hệ thống máy nhắn tin tại Bắc Mỹ bị tê liệt.
Vào thời điểm đó, máy nhắn tin giữ vai trò đặc biệt quan trọng trong lĩnh vực y tế, khi bác sĩ và điều dưỡng phụ thuộc vào thiết bị này để tiếp nhận thông tin khẩn cấp. Sự cố đã gây gián đoạn liên lạc của nhiều nhân sự y tế trong một khoảng thời gian nhất định.
Các hệ thống phát sóng lớn cũng bị ảnh hưởng, song dịch vụ khi đó vẫn có thể khôi phục nhờ chuyển sang các vệ tinh khác. Tuy nhiên, sự cố xảy ra trong bối cảnh mật độ vệ tinh trên quỹ đạo còn tương đối thưa thớt.
Trong điều kiện hiện nay, với số lượng vệ tinh dày đặc hơn nhiều, một sự cố tương tự không chỉ gây gián đoạn cục bộ mà còn có nguy cơ kích hoạt các va chạm dây chuyền, để lại hậu quả nghiêm trọng đối với toàn bộ hệ thống vệ tinh quanh Trái Đất.
