Phá bỏ chất thải không gian và hợp tác quốc tế

Chất thải không gian là một trong những vấn đề nghiêm trọng và ngược lý nhất mà nhân loại phải đối mặt trong thời kỳ không gian. Nó độc đáo: nó được tạo ra hoàn toàn bởi chúng ta, nó đe dọa tất cả mọi người mà không phân biệt, và không thể giải quyết được một mình bởi bất kỳ quốc gia nào. Vấn đề này đã từ một vấn đề kỹ thuật thuần túy nhanh chóng trở thành một vấn đề toàn cầu, đòi hỏi sự hợp tác quốc tế không tiền khoáng cổ.

Mức độ nguy hiểm: mối đe dọa không thể nhìn thấy

Chất thải không gian (tên kỹ thuật là «các vật thể kỹ thuật số không hoạt động trong không gian vũ trụ») bao gồm các vệ tinh đã hết hạn sử dụng, các phần tử đẩy, các tấm bảo vệ, các mảnh vỡ từ các vụ nổ và va chạm, các vít, các công cụ bị mất do các phi hành gia, và thậm chí là các hạt nhỏ của màu sơn. Theo dữ liệu từ Lực lượng Vũ trụ Hoa Kỳ, hiện nay đang theo dõi hơn 45.000 vật thể có kích thước lớn hơn 5-10 cm trên quỹ đạo. Số lượng thực tế lớn hơn nhiều: theo ước tính của Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA), có khoảng 1 triệu mảnh vỡ có kích thước từ 1 đến 10 cm và hơn 130 triệu hạt nhỏ hơn 1 cm trên quỹ đạo.

Nguy hiểm nằm ở năng lượng động học khổng lồ. Trên quỹ đạo thấp (LLO), nơi tập trung hầu hết chất thải, các vật thể di chuyển với tốc độ khoảng 7-8 km/giây (tới 28.000 km/giờ). Với tốc độ đó, một hạt có kích thước bằng hạt đậu có năng lượng tương đương với một xe tải chạy với tốc độ tối đa, và một vít có thể xuyên qua vỏ Mặt Trăng hoặc vệ tinh hoạt động.

Các sự kiện quyết định và hiệu ứng Kessler

Đ两句 chính trong lịch sử sự ô nhiễm không gian là các cuộc thử nghiệm vũ khí chống vệ tinh.

Năm 2007, Trung Quốc đã phá hủy vệ tinh khí tượng cũ của mình là «Fēnyún-1C» bằng tên lửa, tạo ra hơn 3.500 mảnh vỡ được theo dõi, vẫn là mối đe dọa nghiêm trọng cho đến nay. Hành động này đã tăng số lượng chất thải không gian trên LLO lên 25% chỉ trong một lần.

Năm 2009, đã xảy ra va chạm không mong muốn đầu tiên giữa hai vật thể lớn: vệ tinh liên lạc hoạt động của Mỹ là Iridium-33 và vệ tinh quân sự không hoạt động của Nga là «Kosmos-2251». Kết quả là đã hình thành khoảng 2.000 mảnh vỡ mới được theo dõi.

Các sự kiện này đã gần như thực hiện kịch bản bi quan được cố vấn của NASA Donald Kessler mô tả từ năm 1978 – hiện tượng Kessler. Nó có nghĩa là khi đạt đến mật độ临界 của các vật thể trên quỹ đạo, phản ứng chuỗi va chạm sẽ trở nên không thể tránh khỏi. Mỗi va chạm mới sẽ tạo ra hàng nghìn mảnh vỡ mới, mà chúng lại va chạm với các vật thể khác. Kết quả là các quỹ đạo quan trọng có thể trở nên không thể sử dụng trong nhiều thập kỷ hoặc thậm chí hàng thế kỷ.

Phương án kỹ thuật: quan sát, tránh trốn và thu gom

Giải quyết vấn đề này đòi hỏi phương pháp tiếp cận nhiều cấp độ:

Quan sát và catalog hóa. Đây là cơ sở cơ bản. Mạng lưới radar, trạm laser và kính viễn vọng quang học trên toàn thế giới (ví dụ: mạng lưới quan sát không gian Hoa Kỳ SSN, mạng lưới AСПОС ОКП của Nga, mạng lưới TIRA của châu Âu) theo dõi các vật thể, tính toán quỹ đạo của chúng và lập catalog. Dữ liệu này rất quan trọng cho việc dự báo các va chạm nguy hiểm.

Ngăn chặn sự hình thành chất thải mới. Các tiêu chuẩn quốc tế hiện đại (như Hướng dẫn giảm thiểu ô nhiễm không gian của Ủy ban Khoa học Vũ trụ Liên hợp quốc) yêu cầu giải phóng các quỹ đạo làm việc sau khi kết thúc nhiệm vụ. Các vệ tinh phải hoặc chuyển đổi lên các quỹ đạo chôn cất (cho quỹ đạo địa cầu – lên 200-300 km cao hơn), hoặc đảm bảo rơi xuống các lớp khí quyển dày đặc để đốt cháy.

Thu gom tích cực (ADR – Active Debris Removal). Đây là công nghệ của tương lai, đang trong giai đoạn phát triển tích cực: vệ tinh kéo với các thiết bị bắt cơ học hoặc lưới, các cùm, tia ion để «hút」mусор, laser để điều chỉnh quỹ đạo của các mảnh vỡ nhỏ. Sứ mệnh ESA ClearSpace-1 dự kiến vào năm 2026 sẽ trở thành dự án đầu tiên để bắt và loại bỏ một mảnh vỡ lớn khỏi quỹ đạo.

Role of international cooperation: forced consensus

Chất thải không gian không có quốc gia gốc. Một mảnh vỡ của Nga có thể phá hủy vệ tinh của Mỹ hoặc Trung Quốc, gây ra cuộc khủng hoảng chính trị và thiệt hại hàng tỷ đô la. Mối đe dọa này đã trở thành động lực chính cho sự hợp tác.

Chia sẻ dữ liệu. Dù trong thời kỳ căng thẳng chính trị, các quốc gia vẫn chia sẻ thông tin về các va chạm nguy hiểm. Ví dụ, Trung tâm Điều khiển Hàng không vũ trụ của Nga thường xuyên thực hiện các cuộc điều chỉnh tránh trốn Mặt Trăng dựa trên dữ liệu từ nhiều nguồn khác nhau.

Ủy ban Khoa học Vũ trụ Liên hợp quốc. Đó là nơi mà các «luật giao thông» chính của không gian đã được phát triển và phê duyệt – Hướng dẫn giảm thiểu ô nhiễm không gian (2007). Mặc dù chúng có tính chất khuyến nghị, nhưng chúng tạo thành một chuẩn quốc tế.

Ủy ban phối hợp liên ngành về chất thải không gian (IADC). Đây là nền tảng chính cho đối thoại kỹ thuật. Trong đó có các cơ quan vũ trụ của Nga (Roscosmos), Mỹ (NASA), châu Âu (ESA), Nhật Bản (JAXA) và các quốc gia khác. Các chuyên gia IADC cùng nhau mô hình hóa tình hình, phát triển các tiêu chuẩn và quy trình.

Chương trình SST châu Âu (Space Surveillance and Tracking). Tập hợp các khả năng của các mạng lưới quan sát dân sự và quân sự của nhiều quốc gia châu Âu để cung cấp các dịch vụ cảnh báo va chạm cho tất cả các nhà vận hành vệ tinh.

Legal and ethical challenges

Hợp tác quốc tế gặp phải những vấn đề phức tạp:

Trách nhiệm. Theo Công ước 1972, quốc gia đã phóng vệ tinh phải chịu trách nhiệm tuyệt đối cho thiệt hại do chất thải không gian của mình gây ra trên Trái Đất hoặc trong không gian. Nhưng làm thế nào để chứng minh trách nhiệm cụ thể của một mảnh vỡ trong một va chạm trên quỹ đạo?

Quyền sở hữu. Việc bắt và thu hồi vệ tinh không hoạt động của người khác có thể bị coi là vi phạm nguyên tắc bất khả xâm phạm quyền sở hữu trong không gian. Cần có các hiệp định mới.

Định tín. Các dự án thu gom tích cực thường sử dụng công nghệ không thể phân biệt với vũ khí chống vệ tinh. Làm thế nào để thuyết phục cộng đồng thế giới rằng «tàu kéo» chỉ được sử dụng để thu gom chất thải mà không phải để loại bỏ vệ tinh của người khác?

Kết luận

Việc xử lý chất thải không gian là gương phản chiếu khả năng của chúng ta như một nền văn minh đối phó với hậu quả dài hạn của hành động của mình. Nó xóa bỏ ranh giới chính trị, buộc đối thủ cùng ngồi lại để tìm ra các giải pháp kỹ thuật và pháp lý cho mối đe dọa chung. Thành công hoặc thất bại trong nỗ lực này sẽ trở thành tiền lệ cho việc giải quyết các cuộc khủng hoảng toàn cầu trong tương lai – từ sự thay đổi khí hậu đến việc khai thác tài nguyên Mặt Trăng. Chất thải không gian không chỉ là một nhiệm vụ kỹ thuật, mà còn là một bài kiểm tra sự trưởng thành của toàn thể cộng đồng không gian. Chúng ta có thể cùng nhau giữ không gian cho thế hệ tương lai hay chúng ta sẽ buộc họ phải sống trong một «hố sâu hấp dẫn» xung quanh Trái Đất, bao quanh bởi vành đai từ các mảnh vỡ kỹ thuật số của chúng ta? Câu trả lời phụ thuộc vào độ sâu và hiệu quả của hợp tác quốc tế, hiện đang từ những mong muốn tốt đẹp trở thành một nhu cầu cấp thiết.

Permanent link to this publication: