Giải quyết "ùn tắc giao thông" ngoài không gian

Sự gia tăng nhanh chóng số lượng vệ tinh và rác vũ trụ sẽ khiến quỹ đạo Trái đất tầm thấp không thể sử dụng được trừ khi các công ty và quốc gia hợp tác và chia sẻ dữ liệu cần thiết để quản lý khu vực không gian này.

Sự phối hợp cần thiết

Một hội thảo về điều phối giao thông vũ trụ của Liên hợp quốc (LHQ) vào cuối tháng 10 đã xác định rằng, cần phải có hành động khẩn cấp và kêu gọi một cơ sở dữ liệu chung toàn diện về các vật thể quỹ đạo cũng như một khuôn khổ quốc tế để theo dõi và quản lý chúng.

Dữ liệu từ Slingshot Aerospace có trụ sở tại Mỹ cho thấy, hơn 14.000 vệ tinh bao gồm khoảng 3.500 vệ tinh không hoạt động bao quanh toàn cầu ở quỹ đạo Trái đất tầm thấp. Bên cạnh đó là khoảng 120 triệu mảnh vỡ từ các vụ phóng, va chạm và hao mòn, trong đó chỉ có một vài nghìn mảnh đủ lớn để theo dõi.

"Không còn thời gian để chần chừ trong việc phối hợp để điều phối giao thông không gian. Chúng ta phải làm mọi thứ có thể để đảm bảo an toàn không gian, tạo điều kiện chia sẻ thông tin giữa các nhà khai thác (công và tư) để tránh va chạm" - bà Aarti Holla-Maini - Giám đốc Văn phòng phụ trách về các vấn đề vũ trụ của LHQ nói và cho rằng, quỹ đạo Trái đất tầm thấp phải được duy trì an toàn để ngăn chặn sự gián đoạn tốn kém đối với công nghệ toàn cầu, điều hướng và khám phá khoa học.

Tuy nhiên, không có hệ thống tập trung nào để tất cả các quốc gia hoạt động trong không gian có thể tận dụng và thậm chí thuyết phục họ sử dụng một hệ thống như vậy cũng gặp nhiều trở ngại. Trong khi một số quốc gia sẵn sàng chia sẻ dữ liệu, thì những quốc gia khác lại lo ngại về việc xâm phạm an ninh, đặc biệt là khi vệ tinh thường có mục đích sử dụng kép, bao gồm cả mục đích quốc phòng. Hơn nữa, các doanh nghiệp rất muốn bảo vệ bí mật thương mại.

Hình ảnh minh họa về các vật thể bay xung quanh Trái đất. (Nguồn: Getty Image).

Trong khi đó, tình hình ngày càng tệ hơn. Một tầng tên lửa của Trung Quốc đã phát nổ vào tháng 8, khiến hàng nghìn mảnh vỡ rơi vào quỹ đạo Trái đất tầm thấp. Trước đó vào tháng 6, một vệ tinh đã ngừng hoạt động của Nga cũng phát nổ, làm văng hàng nghìn mảnh vỡ khiến các phi hành gia trên Trạm vũ trụ quốc tế phải trú ẩn trong 1 giờ.

Quỹ đạo Trái đất tầm thấp là khu vực đông đúc nhất với các vật thể do con người tạo ra vì nó cân bằng giữa chi phí và khoảng cách, khiến nó trở thành mục tiêu chính cho ngành thương mại không gian đang phát triển nhanh chóng. Dữ liệu của Slingshot cho thấy, khu vực này cũng chứng kiến mức tăng 17% về số lần tiếp cận gần trên mỗi vệ tinh trong năm qua.

Theo hãng NorthStar Earth & Space có trụ sở tại Montreal (Canada), dự báo, hàng chục nghìn vệ tinh nữa sẽ đi vào quỹ đạo trong những năm tới. Vì vậy, rủi ro tài chính tiềm ẩn do va chạm có thể lên tới 556 triệu USD trong 5 năm, dựa trên kịch bản mô hình hóa với xác suất va chạm hàng năm là 3,13% và thiệt hại hàng năm là 111 triệu USD.

"Chúng ta đang ở thời điểm quan trọng đối với việc đưa ra các quy định và cấu trúc trong không gian để giám sát và quản lý tình trạng tắc nghẽn ngày càng gia tăng. Với việc Starlink của SpaceX phóng hàng nghìn vệ tinh mỗi năm, trong khi Trung Quốc và các nước khác cũng đang chuẩn bị làm theo, chúng ta sẽ sớm đẩy mạnh khả năng chịu tải của các quỹ đạo chính" - Giám đốc điều hành của NorthStar, Stewart Bain cho biết.

Rào cản cuối cùng

Quỹ đạo Trái đất tầm thấp có mật độ dày đặc, với các dải tần như dải tần dành cho dịch vụ internet của vệ tinh Starlink ở độ cao 540 - 570km. Theo Báo cáo Không gian của Jonathan, tính đến ngày 27/11, Starlink có 6.764 vệ tinh trên quỹ đạo. Dữ liệu của SpaceX cho thấy, các vệ tinh Starlink đã thực hiện gần 50.000 thao tác tránh va chạm trong nửa đầu năm 2024, gấp đôi so với 6 tháng trước đó.

Cơ quan Vũ trụ Châu Âu cũng cho biết vào năm 2021, các thao tác của họ đã tăng lên 3 hoặc 4 lần cho mỗi tàu vũ trụ so với mức trung bình trước đây là 1 lần.

Dữ liệu của LeoLabs cho thấy, dải tần 800 - 900km chứa ít vệ tinh hơn nhưng có 3.114 vật thể (hoạt động và không hoạt động), thân tên lửa và các mảnh vỡ (chiếm 20% tổng khối lượng của các vật thể trên quỹ đạo Trái đất tầm thấp), gây ra rủi ro va chạm đáng kể. Các vệ tinh hết hạn làm tăng thêm sự lộn xộn vì chúng vẫn ở trên quỹ đạo cho đến khi rơi vào hoặc cháy trong bầu khí quyển của Trái đất nhiều năm sau đó, hoặc được đưa đến "quỹ đạo nghĩa địa" cách đó khoảng 36.000km.

Hợp tác toàn cầu là điều cần thiết để phát triển các quy tắc có thể thực thi tương tự như những quy tắc mà Tổ chức Hàng không dân dụng quốc tế sử dụng cho lưu lượng hàng không, các chuyên gia trong ngành nói với Reuters. Nỗ lực như vậy sẽ liên quan đến việc sử dụng các công cụ hiện có, chẳng hạn như cơ sở dữ liệu, kính viễn vọng, radar và các cảm biến khác để theo dõi các vật thể trong khi cải thiện phạm vi phủ sóng, phát hiện sớm và độ chính xác của dữ liệu.

Tuy nhiên, căng thẳng địa chính trị và sự miễn cưỡng chia sẻ dữ liệu với các quốc gia bị coi là không thân thiện cũng như mối quan tâm thương mại về việc bảo vệ thông tin độc quyền và lợi thế cạnh tranh vẫn là những rào cản đáng kể.

Điều đó khiến các nhà khai thác thiết bị quỹ đạo phải dựa vào các phương pháp không chính thức hoặc bán chính thức để tránh va chạm, chẳng hạn như sử dụng dữ liệu từ Lực lượng Không gian Mỹ hoặc các nhóm như Hiệp hội Dữ liệu không gian. Tuy nhiên, điều này có thể liên quan đến các vấn đề như trách nhiệm giải trình và các tiêu chuẩn dữ liệu không nhất quán.

Bà Holla-Maini - Giám đốc Văn phòng phụ trách về các vấn đề vũ trụ của Liên hợp quốc cho biết, những thách thức hàng đầu đối với việc hợp tác toàn cầu để giải quyết các vật thể trong không gian là tốc độ (để có được sự đồng thuận cần có thời gian) và lòng tin. Một số quốc gia đơn giản là không thể giao tiếp với các quốc gia khác về vấn đề này, nhưng Liên hợp quốc có thể tạo điều kiện cho quá trình này.

• Đây là lý do khiến sứ mệnh khám phá vũ trụ có thể phải dừng lại
• Vấn đề rác vũ trụ có thể sẽ được giải quyết nhờ công nghệ mới này
• Trạm Vũ trụ Quốc tế hư hại do va chạm với mảnh vỡ chỉ 1mm