Rác vũ trụ: Lời cảnh báo mới cho người Trái Đất

Rác vũ trụ - từ các vệ tinh không còn hoạt động và các tầng tên lửa bị loại bỏ đến các mảnh vỡ từ các vụ va chạm - đang đặt ra mối đe dọa ngày càng lớn đối với các tàu vũ trụ và thậm chí là con người trên mặt đất trong một số trường hợp.

Một nghiên cứu mới trên tạp chí Frontiers in Astronomy and Space Sciences chỉ ra rằng vào những thời kỳ Mặt Trời hoạt động mạnh, nguy cơ rác vũ trụ bị rơi ngược về Trái Đất cũng như tốc độ rơi của chúng sẽ gia tăng.

Quỹ đạo Trái Đất tầm thấp (LEO) ở độ cao 400-2.000 km là lý tưởng cho các vệ tinh chụp ảnh và giám sát cũng như các "siêu chòm sao" internet như Starlink.

Thật không may, ngày nay nó cũng chứa đầy rác vũ trụ. Các mảnh rác này như những "quả bom nổ chậm": Chúng có thể va chạm với trạm vũ trụ quốc tế hay các tàu vũ trụ và vệ tinh mới được phóng lên. Chúng thậm chí có thể rơi ngược trở lại Trái Đất.

Một sự kiện rơi ngược không được dự báo trước và quá nhanh chóng có thể đe dọa các tàu vũ trụ và vệ tinh đang được phóng, chưa kể một số mảnh lớn có thể không bị cháy hết trong bầu khí quyển và rơi xuống mặt đất, gây nguy hiểm cho con người và cơ sở hạ tầng.

Nhà nghiên cứu Ayisha Ashruf từ Trung tâm Vũ trụ Vikram Sarabhai (Ấn Độ) và các cộng sự đã phát hiện ra rằng sự rơi của rác vũ trụ có liên quan mật thiết đến chu kỳ Mặt Trời.

Mặt Trời hoạt động theo chu kỳ 11 năm: Rất yên tĩnh vào đầu chu kỳ, sau đó mạnh dần lên cho đến khi đạt tới đỉnh điểm.

Nghiên cứu mới đã chứng minh rằng khi hoạt động của Mặt Trời tăng cao đến một mức nào đó, rác vũ trụ bắt đầu dễ rơi và rơi nhanh hơn.

Điều này là do sự thay đổi mật độ của lớp khí quyển trên cao khi hấp thụ năng lượng từ Mặt Trời.

Khi Mặt Trời hoạt động mạnh (đặc biệt là từ lúc đạt ngưỡng 67% của đỉnh chu kỳ), nó phát ra lượng bức xạ cực tím cực ngắn (EUV) và các hạt mang điện dồi dào. Lớp nhiệt quyển (nằm ở độ cao 100-1.000 km) hấp thụ năng lượng này, nóng lên và giãn nở vươn xa hơn vào không gian.

Do vậy, các phân tử khí vốn ở tầng thấp bị đẩy lên cao hơn. Kết quả là mật độ không khí tại LEO trở nên dày đặc hơn so với lúc Mặt Trời yên tĩnh.

Rác vũ trụ khi di chuyển trong môi trường "đặc" hơn này sẽ va chạm với nhiều phân tử khí hơn, tạo ra lực cản lớn, khiến chúng mất vận tốc và rơi xuống.

Phát hiện thú vị này đã làm thay đổi cách các nhà khoa học dự đoán tuổi thọ của vệ tinh, từ đó tính toán phương án để chúng có đủ năng lượng phục vụ sứ mệnh, cũng như tính toán xác suất va chạm để lập kế hoạch phóng tàu vũ trụ tốt hơn.