Lý do trạm vũ trụ 8,5 tấn của Trung Quốc không cháy hết khi rơi

Kích thước lớn và cấu tạo đặc khiến trạm Thiên Cung 1 không bị phá hủy hoàn toàn khi bốc cháy trong quá trình rơi qua khí quyển Trái đất.

Dù trạm vũ trụ Thiên Cung 1 của Trung Quốc sẽ rơi mất kiểm soát xuống Trái đất, khả năng trạm gây thương tích cho con người khi tiếp đất vô cùng nhỏ, theo Newsweek. Đó là do con người phân bố rải rác trên bề mặt Trái đất đến mức có nhiều khoảng trống để một vệ tinh đâm xuống mặt đất mà không để lại hậu quả.

Tuy nhiên, lý do duy nhất khiến các bộ phận của trạm Thiên Cung 1 có khả năng va chạm với mặt đất là do kích thước lớn của trạm. Hàng trăm vệ tinh rơi khỏi quỹ đạo mỗi năm và bị phá hủy hoàn toàn trước khi chạm đất do khí quyển dày bao quanh Trái đất.

"Khí quyển Trái đất thất thoát rất chậm và rất ít. Đó là môi trường chân không rất tốt nhưng không hoàn hảo", Jonathan McDowell, nhà vật lý thiên văn ở Trung tâm Harvard-Smithsonia, người chuyên theo dõi những vụ phóng và rơi trở lại khí quyển của vệ tinh, cho biết.

Trạm Thiên Cung 1 được dự đoán sẽ rơi xuống Trái đất trong khoảng giữa ngày 30/3 và 3/4. (Ảnh: Outer Places).

Điều đó có nghĩa ngay cả ở tầng quỹ đạo cao nhất quanh hành tinh, nơi khí quyển mỏng nhất, mọi vệ tinh đều liên tục va chạm với các hạt trong không khí. Do vệ tinh bay quanh quỹ đạo ở tốc độ khoảng 27.360km/h, va chạm với một hạt nhỏ có thể khiến nó bay chậm đi một chút, tương tự lực cản một vận động viên bơi lội gặp phải dưới nước.

Nếu một vệ tinh chỉ bay chậm một chút, nó cũng sẽ chỉ hạ thấp một chút, di chuyển ở quỹ đạo gần Trái đất hơn. Nhưng điều đó khiến vệ tinh bay quanh quỹ đạo nhanh hơn. "Kết quả là bạn sẽ bay theo hình xoắn ốc. Mỗi quỹ đạo sau lại nhỏ hơn quỹ đạo trước", McDowell nói.

Quỹ đạo càng thấp, khí quyển bao quanh vệ tinh càng dày và lực cản càng mạnh hơn, có nghĩa hiệu ứng xoắn ốc tăng nhanh. Cuối cùng, va chạm với mọi hạt trong không khí sẽ làm vệ tinh bốc cháy và rơi từ quỹ đạo xuống Trái đất.

Quy tắc cơ bản này đúng với khí quyển trên mọi hành tinh, đó là lý do Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) buộc phải bỏ tàu vũ trụ Cassini bằng cách để tàu lao xuống khí quyển sao Thổ và kết thúc nhiệm vụ. Tàu Juno cũng sẽ trải qua số phận tương tự trên sao Mộc.

Toàn bộ quá trình hơi khó dự đoán do độ lớn của lực cản mà vệ tinh gặp phải phụ thuộc vào bề mặt tiếp xúc của nó với khí quyển. Vật liệu chế tạo vệ tinh cũng tác động đến quá trình rơi trở lại khí quyển. Nhiều vệ tinh chứa lượng lớn nhôm, kim loại thường cháy hết ở cuối chu trình xoắn ốc. Nhưng những phần đặc hơn của tàu vũ trụ thường không cháy hết. "Những khối kim loại sẽ rơi qua bầu trời và đậm xuống bề mặt Trái đất", McDowell suy đoán. Phần lớn sẽ rơi xuống những nơi không người ở và kém phát triển trên Trái đất.

Hiện nay, các nhà khoa học điều khiển phần lớn vệ tinh bằng tên lửa trên tàu, kiểm soát quá trình rơi trở lại ở khu vực không có người ở như nam Thái Bình Dương. Điều này từng được cho là sẽ xảy ra với trạm Thiên Cung 1 trang bị động cơ đẩy để kiểm soát vị trí rơi như phần lớn các vệ tinh hiện đại cỡ lớn.

Nhưng các nhà chức trách Trung Quốc lo ngại phiên bản kế nhiệm là trạm Thiên Cung 2 không phóng thuận lợi và muốn duy trì trạm Thiên Cung 1 để chương trình không gian không bị gián đoạn. Trong thời gian kéo dài hoạt động đó, các cơ cấu kiểm soát rơi của trạm bị hỏng, đó là lý do quá trình trạm Thiên Cung 1 rơi trở lại sẽ phụ thuộc hoàn toàn vào khí quyển.

• Tổng quan về Trạm vũ trụ Thiên Cung 1 của Trung Quốc
• Ảnh chụp trạm vũ trụ Trung Quốc 8,5 tấn sắp rơi xuống Trái đất
• Mất kiểm soát, trạm vũ trụ Thiên Cung 1 nặng 8,5 tấn sắp rơi xuống Trái đất