Liên kết website

Liên hiệp các hội khoa học và kỹ thuật Thanh Hoá - Địa chỉ: 17 Hạc Thành - Ba đình - Thành phố Thanh Hoá. Số ĐT: (0373) 853.656-  3720.885   Fax: 037.3720885


Mối đe dọa của rác thải trên quỹ đạo

Từ trước tới nay người ta nói nhiều về ô nhiễm trên trái đất. Song, còn một nguy cơ khác cũng lớn không kém đó là ô nhiễm trên quỹ đạo vì các rác thải công nghiệp, đặc biệt là rác thải hạt nhân của các máy móc, thiết bị không gian gây ra. Xét ở một góc độ nào đó, các loại rác này có nguy cơ rơi trở lại và gây ô nhiễm cho hành tinh của chúng ta.

Sau đây là bài phân tích về nguy cơ này của tác giả Iouri Zaïtsev, chuyên gia Viện nghiên cứu vũ trụ, thuộc Viện Hàn lâm Nga.

Thùng rác không gian khổng lồ

Bằng việc phóng vệ tinh nhân tạo đầu tiên lên quỹ đạo, con người đã không chỉ mở ra những cánh cửa của vũ trụ mà còn tìm thấy một nơi “sạch rác” và biến không gian quanh trái đất thành một thùng rác khổng lồ chứa rác thải từ các hoạt động vũ trụ của mình. Ở độ cao hơn 200km, các loại tên lửa đẩy và các vệ tinh hỏng hoặc hết hạn sử dụng đang gây ô nhiễm không gian. Thêm vào đó là các mảnh vỡ sau các vụ nổ của các dụng cụ không gian và rác thải sinh hoạt của các con tàu vũ trụ hoặc các trạm vũ trụ có người ở. Đó là chưa kể tới toàn bộ đống sắt vụn gồm những bu-lông, ốc-vít và cả các dụng cụ bị các nhà du hành vũ trụ bỏ quên trong những chuyến “đi dạo” trong không gian.

Từ vật liệu nguy hiểm với vệ tinh...

Hiện nay, chỉ Nga và Mỹ là hai nước có khả năng kiểm soát sự ô nhiễm công nghiệp trong không gian ngoài khí quyển, nhờ các máy radar và máy quang học của họ. Theo thống kê, tổng số các vật được phát hiện và được theo dõi có đường kính lớn hơn 10cm đã đạt gần tới 14.000. Trong số này, 950 vật là các thiết bị vũ trụ đang hoạt động thuộc nhiều quốc gia khác nhau. Số vật có đường kính dưới 10cm khoảng 200.000 đến 250.000, trong đó các vật có đường kính từ 0,1 – 1cm có khoảng 70-80 triệu, và các vật vi lượng vào khoảng 1013 đến 1014 vật. Tuy nhiên, đây mới chỉ là những đánh giá thuần túy về lý thuyết, bởi các các vật thường không thể nhìn thấy bằng kính viễn vọng hay radar, và không thể kể hết chúng ra trong một danh sách được.

Những con số trên sẽ càng có ý nghĩa nếu chúng ta biết rằng một vật có kích thước nửa milimét được phóng với vận tốc cao gấp từ 10-20 lần vận tốc của đạn súng săn có thể dễ dàng xuyên thủng áo của phi công vũ trụ. Sự va chạm của một vật có kích thước dưới 1cm với một vệ tinh đang hoạt động có nguy cơ làm hỏng vệ tinh này, dù rằng các thiết bị không gian lớn thường được tránh các vụ va chạm.

Trên thực tế, trong vòng 15 năm khai thác trạm vũ trụ của Nga Mir, người ta quan sát thấy nhiều vật không gian nhân tạo tương đối lớn đang tiến ngày càng gần trạm hơn, từ 1-3km. Năm 2001, Trạm vũ trụ quốc tế ISS đã phải tiến hành một bài tập né một vật bằng kim loại nặng 7kg do các nhà du hành làm thất lạc trong một lần rời tàu đi thám hiểm trong không gian.

Mặt khác, sự tích tụ trên quỹ đạo các vật do con người thải ra còn gây ra những lo ngại nghiêm trọng đến sơ đồ về tình hình phóng xạ trong không gian quanh trái đất. Trước đây, Liên Xô đã phóng 33 thiết bị vũ trụ nhờ lực đẩy hạt nhân. Sau khi hoàn thành nhiệm vụ, các bộ dẫn tiến này tách khỏi vệ tinh và bay trong một quỹ đạo “nghĩa trang” (ở độ cao từ 700 -1000km). Tại đây, các bộ dẫn tiến tách khỏi lõi của chúng, vốn gồm nhiều đầu đạn hạt nhân. Hiện nay, quỹ đạo “nghĩa trang” này có chứa 44 vật phóng xạ của Nga. Người ta cũng thấy ở đây hai vệ tinh còn dính vào các bộ dẫn tiến hạt nhân (là Kosmos 1818 và Kosmos 1867), rất nhiều đầu đạn và 12 máy phản ứng nhiên liệu kim loại lỏng đã ngừng hoạt động, 15 đầu đạn hạt nhân và 15 bộ dẫn tiến hạt nhân không có nhiên liệu nhưng chứa chất làm lạnh phụ. Cuộc sống thụ động của chúng trên quỹ đạo “nghĩa trang” sẽ kéo dài ít nhất từ 3-4 thế kỷ, thời gian đủ để các sản phẩm mang đồng vị uramium 235 phân rã đến mức độ an toàn đối với con người.

... Đến nguy cơ phóng xạ khí quyển

Tháng 4/1964, vệ tinh hàng hải Transit-SB, được trang bị một máy phóng xạ đồng vị, đã bị phá hủy khi chưa lên tới được quỹ đạo. Trong quá trình nó bốc cháy ở khí quyển, nó đã phát tán vào bầu trời phía Đông của Ấn Độ Dương, phía Bắc Madagascar, gần 1kg plutonium đồng vị 238. Vài năm sau đó, vệ tinh khí hậu Mimbus B, được trang bị một pin uranium đồng vị 235, đã rơi xuống Ấn Độ Dương. Hiện nay, không gian xung quanh trái đất đang có 7 vật liệu phóng xạ của Mỹ trên các quỹ đạo từ độ cao 800 – 1.100km và hai vật khác gần quỹ đạo địa tĩnh (khoảng 35.800km).

Mối nguy hiểm tiềm ẩn từ các vệ tinh “hạt nhân” của Nga và Mỹ là khi chúng va chạm với các rác thải vũ trụ có thể gây ô nhiễm phóng xạ trên diện rộng trong không gian quanh trái đất. Mặt khác, một số mảnh vỡ, với vận tốc quá nhỏ để được giữ lại trên quỹ đạo, có thể rời khỏi quỹ đạo của mình và làm ô nhiễm một phần bề mặt trái đất. Một vụ ô nhiễm phóng xạ trong khí quyển vì thế không bị loại trừ.

Trong số các giải pháp có thể tính đến, cần phải bắt đầu giảm số lượng thiết bị được phóng, đồng thời tăng tuổi thọ hoạt động của chúng và sử dụng các vệ tinh đa năng. Các vệ tinh hết hạn sử dụng sẽ phải được có một kho lưu giữ nhiên liệu để được đưa xuống tầng thấp hơn của khí quyển và đốt cháy, hoặc đặt tại các quỹ đạo ít có vệ tinh. Giải pháp thứ hai này được ưu tiên hơn. “Nghĩa trang” của các vệ tinh nên được đặt ở độ cao 200-300km phía trên quỹ đạo địa tĩnh.

Việc dọn dẹp không gian quanh trái đất cũng đặt ra nhiều vấn đề trong tương lai không xa. Người ta đề xuất sử dụng tia laser để làm việc này. Tuy nhiên, quá trình bay hơi hoàn toàn của một đoạn nhỏ nhất cũng cần rất nhiều năng lượng. Vả lại, một số vật liệu có nguy cơ bị phân tán dưới tác động của laser, từ đó làm tăng số lượng rác thải chuyển động trên quỹ đạo. Cuối cùng, giải pháp dọn dẹp này khá nguy hiểm bởi việc phóng quá nhiều năng lượng không chỉ có nguy cơ phá vỡ sự cân bằng nhiệt trong khí quyển mà còn làm thay đổi cấu tạo hóa học của “tấm áo giáp” này. Như vậy không có giải pháp nào hiệu quả thực sự để tránh gây ô nhiễm không gian ở độ cao hơn 600km. Và như vậy, sự tích tụ rác thải công nghiệp tiếp tục diễn ra trên các quỹ đạo quanh trái đất, và đang gây ra một nguy cơ lớn: một khi vượt qua ngưỡng nào đó, số lượng rác thải này sẽ tăng theo cấp số nhân vì các vụ va chạm diễn ra ngày một nhiều hơn. Và đến một ngày, điều này sẽ khiến việc khai thác vũ trụ trở nên không thể thực hiện được.