Các mảnh vỡ không gian có nguy hiểm như vậy không? Bắt đầu làm sạch quỹ đạo từ đâu? Những vấn đề pháp lý nào cần được giải quyết cho việc này? Những dự án nào được cung cấp? Phóng viên của "RG" nói về điều này với Vladimir Agapov, một nhà nghiên cứu cấp cao tại Viện Toán học Ứng dụng mang tên V. I. M. V. Keldysh, tổ chức đứng đầu của Viện Hàn lâm Khoa học Nga về vấn đề mảnh vỡ không gian.
Vì vậy, các cường quốc không gian hàng đầu, từ những lời nói về sự nguy hiểm của ô nhiễm không gian, cuối cùng đã quyết định bắt tay vào kinh doanh. Những người tiên phong sẽ là người Nhật, những người sẽ thử nghiệm hệ thống làm sạch như vậy vào tháng Hai. Nhưng nó có thực sự phù hợp như vậy không? Rốt cuộc, năm tháng trôi qua, người ta đã nói nhiều về sự nguy hiểm của rác thải, nhưng nhìn chung chưa có vụ tai nạn nghiêm trọng nào xảy ra vì nó. Có thể để nó bay, và không cần phải tốn nhiều tiền?
Vladimir Agapov: Trước tiên, hãy tìm hiểu thực tế, chúng ta đang nói về điều gì. Mảnh vỡ không gian là gì? Theo các chuyên gia, hơn 650 nghìn vật thể khác nhau có kích thước hơn một cm xoay quanh Trái đất. Trong số này, hiện chỉ theo dõi được những con lớn hơn 10 phân, trong đó có khoảng 22 nghìn con. Hàng trăm nghìn người khác ở chế độ ẩn danh, "Mr. X". Nhưng thậm chí còn có những cái nhỏ hơn, khoảng một milimet, số lượng của chúng ước tính vào khoảng 3,5 triệu vật thể.
Điều khó chịu nhất là cánh tay này không ngừng phát triển. Không chỉ bởi vì ngày càng có nhiều phương tiện được gửi vào không gian, mà cuối cùng, nó cũng trở thành rác. Rắc rối là bản thân “bụi bẩn” không bị động. Rốt cuộc, các mảnh vỡ bay với tốc độ lớn va vào nhau, bị phá hủy, làm nảy sinh hàng trăm, hàng nghìn vật thể mới trong nhiều năm. Không phải ngẫu nhiên mà ISS và các tàu vũ trụ khác được rút khỏi quá trình có thể xảy ra va chạm với bùn không gian với tần suất ngày càng tăng.
Nhưng khi họ nói về việc tránh va chạm, thì chúng ta chỉ nói về những mảnh vỡ đủ lớn được theo dõi liên tục bằng các thiết bị định vị và kính thiên văn đặc biệt. Nhưng có rất nhiều sa khoáng nhỏ trên quỹ đạo, mà không ai có thể theo dõi, nhưng cũng cực kỳ nguy hiểm. Được biết, sau khi hạ cánh, các mảnh vỡ siêu nhỏ có kích thước quan trọng như vậy đã được tiết lộ trên cửa sổ phía trước của một số tàu vũ trụ khiến tàu vũ trụ có thể bị áp thấp hoàn toàn. Nhận ra tất cả những vấn đề này, các cường quốc không gian hiện đã tăng cường đáng kể công việc chống lại các mảnh vỡ không gian. Ở đây thời gian không được lãng phí, tình hình không được đưa đến bờ vực, khi vấn đề đã chín và sẽ quá muộn.
Nhưng người Nhật đã sẵn sàng là người đầu tiên bắt đầu dọn dẹp …
Vladimir Agapov: Điều này không hoàn toàn đúng. Nó chỉ là về việc thử nghiệm một trong nhiều lựa chọn. Không có nghi ngờ gì, điều quan trọng là, nhưng đúng hơn là, thu hút sự chú ý vào vấn đề. Trên thực tế, trước khi thực hiện các dự án bê tông một cách nghiêm túc, cần phải kiểm kê tất cả các mảnh vụn không gian. Ruồi ở đâu và làm gì, mức độ nguy hiểm của những đồ vật này như thế nào. Hiện tại, chúng tôi chưa có một bức tranh hoàn chỉnh. Trong quỹ đạo thấp, lên đến ba nghìn km trên bề mặt Trái đất, khoảng 80% mảnh vỡ "treo lơ lửng", ở trên cao và chủ yếu là địa tĩnh, khoảng 36 nghìn km trên Trái đất, và trong quỹ đạo hình elip trung gian - 20 còn lại phần trăm.
Có vẻ như chúng ta cần khẩn cấp tìm kiếm các quỹ đạo thấp, nơi mà phần lớn các mảnh vỡ của sư tử đã được thu thập. Nhưng mặt khác, quỹ đạo địa tĩnh không kém phần quan trọng đối với chúng ta - sau tất cả, khoảng 430 phương tiện hiện đang hoạt động trên đó, mỗi chiếc có giá hàng chục, thậm chí hàng trăm triệu đô la. Nhờ họ, chúng tôi có Internet, truyền hình vệ tinh và một loạt các tiện nghi khác. Và không giống như quỹ đạo thấp, chỉ có một địa tĩnh duy nhất, và chúng ta không thể đánh mất một nguồn tài nguyên thiên nhiên độc đáo như vậy.
Tức là trước khi nhận cây lau nhà, bạn cần quyết định ưu tiên?
Vladimir Agapov: Tất nhiên. Và không nhất thiết phải bắt đầu với bụi bẩn thô. Hóa ra nó có thể bay ở nơi không có thiết bị hoạt động. Tốt hơn là không nên chạm vào những mảnh vỡ như vậy trong tương lai gần, đặc biệt là nếu chúng không va chạm vào nhau. Nhưng chỉ ra một nhóm nguy hiểm là chưa đủ, cần phải hiểu trong đó cái gì là nguy hiểm nhất. Đó là, xây dựng một cây ưu tiên. Và chỉ sau đó hãy bắt đầu chi tiền để làm sạch các quỹ đạo. Nếu không, hiệu quả của tất cả việc làm sạch này sẽ rất ít.
Hoặc có thể, song song, các quốc gia nên đồng ý để không xả rác ở tất cả? Ngừng ô nhiễm?
Vladimir Agapov: Theo sáng kiến của LHQ, một số biện pháp như vậy đã được phát triển và được các nước nhất trí. Có một số ý tưởng khá rõ ràng ở đây. Ví dụ, nếu một vệ tinh hoặc một giai đoạn tên lửa đã hoạt động tốt, thì chúng cần phải được đưa ra khỏi quỹ đạo này xuống một quỹ đạo thấp hơn, từ đó, do giảm tốc, chúng sẽ đi xuống và bốc cháy trong khí quyển. Hoặc thậm chí chết đuối trong đại dương. Điều này áp dụng cho các vật thể lớn, nhưng có nhiều vật nhỏ khác được tách ra khi thiết bị được khởi chạy và trong quá trình hoạt động - tất cả các loại đai ốc, bu lông, v.v. Giải pháp rõ ràng là tạo ra các thiết kế sao cho không có gì bị ngăn cách.
Nhưng nguồn cung cấp rác chính là các vụ nổ trên quỹ đạo. Những lý do rất khác nhau. Thông thường, nhiên liệu còn sót lại phát nổ. Thực tế là sau khi vệ tinh được đưa vào quỹ đạo, các thành phần nhiên liệu, bao gồm cả các thành phần tự bốc cháy, vẫn ở trong giai đoạn tên lửa. Miễn là những chiếc xe tăng còn nguyên vẹn thì không có gì khủng khiếp xảy ra, nhưng nếu chẳng hạn, một mảnh thiên thạch xuyên qua bức tường, một vụ nổ xảy ra và bậc thang vỡ tan thành hàng nghìn mảnh nhỏ. Do đó, sau khi hoàn thành chương trình bay, nên mở các van đặc biệt để xả hết nhiên liệu còn lại dưới dạng khí.
Những dự án nào đang được đề xuất hiện nay để loại bỏ rác tích tụ? Phương pháp mà người Nhật sẽ thử nghiệm hiệu quả như thế nào?
Vladimir Agapov: Dự án của Nhật Bản giả định rằng một vệ tinh đặc biệt sẽ phóng lên quỹ đạo và triển khai một lưới kéo điện động lực học. Đây là một lưới kim loại dài 300 mét, rộng 30 cm và độ dày của các sợi chỉ khoảng 1 mm. Lưới kéo sẽ di chuyển theo quỹ đạo, tạo ra từ trường và bắt giữ một số mảnh vỡ nhỏ. Trong một vài tháng nữa, "lưới vây" với sức bắt dưới tác động của từ trường Trái đất sẽ thay đổi quỹ đạo và đi vào các lớp dày đặc của khí quyển, nơi nó sẽ bốc cháy.
Dự án khá rõ ràng, nhưng câu hỏi đặt ra là, liệu một chiếc lưới kéo như vậy có thu được nhiều rác không? Thật vậy, trong tàu vũ trụ, không có quá nhiều vật liệu được sử dụng có từ tính, chủ yếu là hợp kim nhôm phi từ tính, các màng điện môi khác nhau và gần đây là vật liệu composite được sử dụng. Nhiều dự án khác đang được xem xét hiện nay. Ví dụ, nó được đề xuất để sử dụng laser. Nhưng lựa chọn này ngay lập tức đặt ra rất nhiều câu hỏi. Làm thế nào để hướng chùm sáng vào một vật nhỏ mà không ai nhìn thấy? Nó không rõ ràng. Họ nói rằng chúng tôi sẽ chiến đấu với cái nhìn thấy được. Giả sử, hướng một chùm tia laze vào nó, chúng ta sẽ đẩy vật thể. Nhưng ở đâu? Ai có thể đoán được mình sẽ bay đến đâu nếu không biết hình dạng, khối lượng, chất liệu của vật thể đó? Kết quả của một tác động như vậy, đối tượng có thể trở nên nguy hiểm hơn, va chạm với một số loại thiết bị làm việc.
Theo tôi, một trong những ý tưởng thú vị nhất là việc sử dụng các hệ thống phanh khác nhau. Ví dụ, sau khi kết thúc thời hạn sử dụng, vệ tinh ném ra một "cánh buồm", "chiếc dù" hoặc đơn giản là một quả bóng bay lớn được bơm căng bằng khí. Kết quả là, diện tích của toàn bộ cấu trúc tăng mạnh, điều này gây ức chế rất nhiều. Thiết bị sẽ nhanh chóng hạ độ cao chuyến bay, đi vào các lớp dày đặc của khí quyển và bốc cháy.
Trong các bộ phim khoa học viễn tưởng, các nhà điều khiển khác nhau đã hoạt động trong quỹ đạo từ lâu, có nhiệm vụ tháo và lắp vệ tinh và các thiết bị khác. Có những dự án như vậy trong danh mục đầu tư của các nhà khoa học không?
Vladimir Agapov: Tất nhiên. Nhưng về mặt kỹ thuật có lẽ là khó nhất. Rốt cuộc, một vật thể rác lớn có khối lượng lên đến vài tấn và quay một cách phức tạp, không thể kiểm soát được. Có động lượng khủng khiếp. Làm thế nào để nắm bắt nó và không phá hủy kẻ thao túng hoặc chính con tàu vũ trụ, mà kẻ thao túng được cài đặt trên đó? Các vấn đề kỹ thuật phức tạp phải được giải quyết ở đây.
3,5 triệu mảnh vỡ không gian khác nhau quay quanh Trái đất
Nhưng bên cạnh những vấn đề thuần túy về khoa học kỹ thuật, còn có những vấn đề khác. Rốt cuộc, bằng cách này, bạn có thể loại bỏ không chỉ rác mà còn cả tàu vũ trụ của người khác, thậm chí cả tàu vũ trụ đang hoạt động. Về bản chất, đây là những hệ thống lưỡng dụng - dân sự và quân sự. Do đó, có một khía cạnh pháp lý quan trọng trong cuộc chiến chống lại các mảnh vỡ không gian. Một mặt, các mảnh vỡ không gian bay theo quỹ đạo, nhưng mặt khác, ngay cả những vật thể "chết" đã hết hạn sử dụng cũng thuộc quyền sở hữu của ai đó. Và nỗ lực của một trong các quốc gia, ngay cả với ý định tốt nhất, nhằm loại bỏ đối tượng của người khác, có thể dẫn đến xung đột rất nghiêm trọng. Điều này có nghĩa là các hoạt động đó phải được thực hiện đồng bộ với tất cả các bên tham gia để không phát sinh thêm rủi ro. Cộng đồng thế giới đang giải quyết những vấn đề này ngày hôm nay, bởi vì mọi người đều hiểu rằng bất kỳ chuyển động đột ngột nào cũng có thể dẫn đến những hậu quả khó chịu cho tất cả mọi người. Nhân tiện, ngay cả khi chúng ta đột ngột ngừng bay vào không gian hoàn toàn, số lượng mảnh vỡ vẫn sẽ tăng lên. Các ước tính chỉ ra rằng chỉ do sự va chạm lẫn nhau của các mảnh vỡ đã bay trong vòng 20-30 năm, sự gia tăng các mảnh vỡ sẽ vượt quá mức mất đi của nó do các quá trình giảm tốc tự nhiên trong tầng cao khí quyển và quay quanh quỹ đạo.
thẩm quyền giải quyết
Ngày nay, tổng khối lượng của các mảnh vỡ vũ trụ trên quỹ đạo là khoảng 6.700 tấn. Mật độ của nó ở độ cao 800-1000 km đã đạt mức tới hạn. Do va chạm với nó, xác suất mất tàu vũ trụ trong khoảng thời gian 10-15 năm đã cao hơn xác suất mất tàu vũ trụ do hỏng hóc hệ thống trên tàu. Xác suất va chạm của hai vật thể lớn ở quỹ đạo thấp được ước tính là một sự kiện trong 15 năm. Thậm chí, 10 năm trước, con số này còn thấp hơn 4 lần.
