Sự gia tăng nhanh chóng số lượng vệ tinh và rác thải không gian có nguy cơ khiến quỹ đạo thấp của Trái Đất ùn tắc không thể sử dụng, trừ khi các công ty và các quốc gia hợp tác, chia sẻ dữ liệu cần thiết để quản lý khu vực dễ tiếp cận nhất trong không gian này, các chuyên gia cho biết.

Một ủy ban của Liên Hợp Quốc về điều phối giao thông không gian vào cuối tháng 10 đã xác định cần hành động khẩn cấp, đồng thời kêu gọi xây dựng cơ sở dữ liệu chung về các vật thể trong quỹ đạo cũng như một khung quốc tế để theo dõi và quản lý chúng.

Theo dữ liệu từ Slingshot Aerospace, một công ty có trụ sở tại Mỹ, hơn 14.000 vệ tinh, bao gồm khoảng 3.500 vệ tinh không còn hoạt động, hiện đang quay quanh Trái Đất trong quỹ đạo thấp. Bên cạnh đó, có khoảng 120 triệu mảnh rác thải từ các vụ phóng và các vụ va chạm, trong đó chỉ có vài nghìn mảnh đủ lớn để theo dõi.

“Không còn thời gian để lãng phí trong việc điều phối giao thông không gian. Với số lượng vật thể được phóng vào không gian ngày càng tăng, chúng ta cần làm mọi cách để đảm bảo an toàn không gian, bao gồm việc tạo điều kiện chia sẻ thông tin giữa các nhà khai thác, dù là công hay tư, nhằm tránh va chạm,” bà Aarti Holla-Maini, đồng chủ tịch ủy ban và Giám đốc Văn phòng Liên Hợp Quốc về Các vấn đề Không gian Vũ trụ, cho biết.

Bà nhấn mạnh rằng quỹ đạo thấp của Trái Đất phải được giữ an toàn để ngăn chặn sự gián đoạn rất tốn kém đối với công nghệ liên quan đến thông tin liên lạc, định vị và nghiên cứu khoa học toàn cầu.

Tuy nhiên, hiện không có một hệ thống thông tin tập trung nào cho tất cả các quốc gia chinh phục không gian (space-faring nations) sử dụng, và ngay cả việc thuyết phục các quốc gia sử dụng một hệ thống như vậy cũng gặp nhiều khó khăn. Trong khi một số quốc gia sẵn sàng chia sẻ dữ liệu, những nước khác lo ngại về an ninh, đặc biệt khi các vệ tinh thường có mục đích kép trong đó có mục đích quốc phòng. Hơn nữa, các doanh nghiệp cũng muốn bảo vệ bí mật thương mại.

Trong khi đó, tình trạng hỗn loạn ngày càng gia tăng. Một tầng tên lửa của Trung Quốc đã phát nổ vào tháng 8, tạo ra hàng ngàn mảnh vỡ trong quỹ đạo thấp. Trước đó, vào tháng 6, một vệ tinh Nga không còn hoạt động cũng phát nổ, rải ra hàng nghìn mảnh vụn, buộc các phi hành gia trên Trạm Vũ trụ Quốc tế phải trú ẩn (take shelter) trong một giờ.

Quỹ đạo thấp của Trái Đất là khu vực đông đúc nhất với các vật thể nhân tạo vì chi phí rẻ và khoảng cách gần, khiến nơi đây trở thành mục tiêu hàng đầu cho ngành công nghiệp không gian thương mại đang phát triển nhanh chóng. Theo dữ liệu của Slingshot, khu vực này cũng đã chứng kiến mức tăng 17% về số lần các vệ tinh bay gần nhau trong năm qua.

Dự báo cho thấy sẽ có thêm hàng chục ngàn vệ tinh được đưa vào quỹ đạo trong những năm tới. Rủi ro tài chính tiềm tàng do va chạm có thể lên đến 556 triệu USD trong vòng 5 năm, dựa trên kịch bản mô phỏng với xác suất va chạm hàng năm (annual collision probability) là 3,13%, theo NorthStar Earth & Space, công ty có trụ sở tại Montreal.

“Chúng ta đang ở giai đoạn quan trọng trong việc đưa ra các quy định và khuôn khổ để giám sát và quản lý tình trạng ùn tắc ngày càng gia tăng trong không gian. Với việc Starlink phóng hàng ngàn vệ tinh mỗi năm, theo sau là Trung Quốc và các quốc gia khác, chúng ta sẽ sớm chạm đến ngưỡng chịu tải (bearing capacity) của các quỹ đạo chính,” ông Stewart Bain, CEO của NorthStar, nhận định.

Nguy cơ tiềm tàng

Quỹ đạo thấp của Trái Đất đang trở nên chật chội, đặc biệt là ở các dải dành cho dịch vụ Internet vệ tinh như Starlink của công ty SpaceX, ở độ cao từ 540–570 km. Tính đến ngày 27-11, Starlink đã có 6.764 vệ tinh trên quỹ đạo, theo báo cáo của Jonathan’s Space Report.

Dữ liệu từ SpaceX cho thấy các vệ tinh Starlink đã phải thực hiện gần 50.000 lần thao tác tránh va chạm (collision-avoidance manoeuvres) trong nửa đầu năm 2024, gấp đôi so với 6 tháng trước đó.

Cơ quan Vũ trụ Châu Âu (ESA), với số lượng tàu vũ trụ ít hơn SpaceX, cho biết vào năm 2021 rằng các thao tác tránh va chạm của họ đã tăng lên từ ba đến bốn lần trên mỗi tàu, so với mức trung bình chỉ một lần trong quá khứ.

Dải quỹ đạo ở độ cao 800–900 km chứa ít vệ tinh hơn nhưng cũng có tới 3.114 vật thể, bao gồm tải trọng hoạt động và ngưng hoạt động, thân tên lửa và các mảnh vụn. Những vật thể này chiếm 20% tổng khối lượng vật thể trong quỹ đạo thấp của Trái Đất, gây rủi ro đáng kể về va chạm, theo dữ liệu từ LeoLabs.

Các vệ tinh hết hạn sử dụng góp phần làm tăng sự rối loạn khi chúng vẫn ở quỹ đạo cho đến khi rơi vào bầu khí quyển Trái Đất và bốc cháy sau nhiều năm, hoặc được đưa lên “quỹ đạo nghĩa địa” (graveyard orbit) cách Trái Đất khoảng 36.000 km.

Nga đã phải chịu sự chỉ trích toàn cầu vào tháng 11 năm 2021 khi thử nghiệm bắn tên lửa vào một vệ tinh không còn hoạt động (defunct satellite) trên quỹ đạo, tạo ra hàng ngàn mảnh vỡ. Ba tháng sau vụ thử nghiệm này, Nga đã tấn công Ukraine.

“Khả năng xảy ra xung đột giữa các quốc gia đã gia tăng đáng kể trong thời gian gần đây. Nếu các xung đột này lan đến không gian, môi trường ngoài không gian có thể trở nên phức tạp hơn. Chúng ta cần gấp các quy tắc toàn cầu chung để phối hợp,” Anirudh Sharma, CEO của Digantara, một công ty có trụ sở tại Bengaluru chuyên về nhận thức tình hình không gian, nhận định.

Phối hợp là yêu cầu khẩn thiết

Bà Holla-Maini, đại diện văn phòng của Liên Hợp Quốc trong vai trò là ban thư ký của Ủy ban về Sử dụng Hòa bình Không gian Vũ trụ, cho biết hội đồng vào tháng 10 đã hướng đến việc tập hợp các chuyên gia từ cả khu vực công và tư để phác thảo các bước cần thiết nhằm bắt đầu công việc phối hợp. Báo cáo này sẽ được trình bày tại cuộc họp của ủy ban vào năm tới.

Hợp tác toàn cầu là điều cần thiết để xây dựng các quy tắc có thể thực thi, tương tự như các quy định được Tổ chức Hàng không Dân dụng Quốc tế sử dụng cho giao thông hàng không, theo các chuyên gia trong ngành.

Nỗ lực này sẽ bao gồm việc sử dụng các công cụ hiện có như cơ sở dữ liệu, kính viễn vọng, radar và các cảm biến khác để theo dõi các vật thể, đồng thời cải thiện khả năng bao phủ, phát hiện sớm và độ chính xác của dữ liệu.

Tuy nhiên, căng thẳng địa chính trị và việc không muốn chia sẻ dữ liệu với các quốc gia được coi là không thân thiện, cũng như những lo ngại của doanh nghiệp về việc bảo vệ thông tin độc quyền và lợi thế cạnh tranh, vẫn là những rào cản lớn.

Điều này khiến các nhà vận hành 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 Hoa Kỳ hoặc các nhóm như Hiệp hội Dữ liệu Không gian. Tuy nhiên, cách làm này có thể gặp phải các vấn đề như trách nhiệm giải trình và tiêu chuẩn dữ liệu không đồng nhất.

“Việc xây dựng sự đồng thuận cần thời gian,” Holla-Maini cho biết. “Một số quốc gia đơn giản là không thể giao tiếp với nhau, nhưng Liên Hợp Quốc có thể tạo điều kiện cho quá trình này… Việc này phải được thực hiện.”