Biến đổi khí hậu không chỉ làm Trái Đất nóng lên—nó còn đang định hình lại không gian vũ trụ, và có nguy cơ tác động xấu đến hoạt động không gian.

Số lượng vệ tinh gia tăng và sự biến đổi khí quyển

Hiện có hơn 8.000 vệ tinh quay quanh Trái Đất ở độ cao từ 300 đến 1.000 km, nằm trong tầng nhiệt (thermosphere)—tức là tầng khí quyển trên cùng của hành tinh chúng ta. Trong khi các hiện tượng thời tiết vũ trụ như bão Mặt Trời hay phun trào khối lượng vành nhật hoa có thể tạm thời làm thay đổi mật độ của tầng khí quyển này, các nhà nghiên cứu tại Đại học Birmingham cho rằng biến đổi khí hậu đang tạo ra một sự thay đổi dài hạn hơn nhiều.

Khí nhà kính (GHG) đóng vai trò quan trọng trong sự thay đổi này. Ở tầng khí quyển thấp hơn, chúng giữ nhiệt, làm Trái Đất nóng lên. Tuy nhiên, ở tầng khí quyển trên, chúng lại giúp truyền nhiệt ra ngoài không gian, khiến tầng khí quyển này nguội đi và co lại. Hệ quả là các vệ tinh bị mắc kẹt trong khu vực có mật độ khí quyển loãng hơn.

Mật độ khí quyển giảm đồng nghĩa với việc vệ tinh chịu ít lực cản hơn, kéo dài đáng kể tuổi thọ của chúng. Thông thường, lực ma sát của khí quyển sẽ làm chậm dần các vệ tinh, khiến chúng rơi trở lại Trái Đất theo thời gian. Tuy nhiên, khi lực cản không đủ, chúng tiếp tục tồn tại trong quỹ đạo lâu hơn so với dự kiến.

Thời gian tồn tại kéo dài này làm tăng nguy cơ va chạm giữa các vệ tinh, tạo ra thêm nhiều mảnh vỡ không gian và khiến việc phóng vệ tinh mới trở nên khó khăn hơn.

Mối đe dọa mới đối với tính bền vững của không gian

Những phát hiện này, được công bố hôm 10-3 trên tạp chí Nature Sustainability, cho thấy một mối liên hệ rõ ràng giữa tính bền vững trên Trái Đất và trong không gian.

Nhà nghiên cứu chính Matthew Brown, thuộc nhóm nghiên cứu SERENE, cho biết: “Chúng ta thường chỉ nghĩ đến tác động của biến đổi khí hậu ở mặt đất hoặc đại dương, nhưng nghiên cứu này chứng minh rằng ảnh hưởng của nó sẽ vươn xa đến cả không gian vũ trụ.

“Số lượng vệ tinh trong quỹ đạo thấp của Trái Đất đang gia tăng nhanh chóng, và chúng ta phụ thuộc rất nhiều vào chúng cho liên lạc, quan sát Trái Đất, dự báo thời tiết và điều hướng. Vì vậy, chúng ta cần phải xem xét nghiêm túc vấn đề bền vững lâu dài của không gian.”

Nguy cơ gia tăng của hội chứng Kessler

Tiến sĩ Brown nói thêm: “Các cuộc thảo luận đã bắt đầu về việc giới hạn số lượng vệ tinh có thể được phóng lên không gian cùng một lúc, khi ngày càng có nhiều thiết bị được đưa vào quỹ đạo thấp của Trái Đất. Nếu không kiểm soát sự gia tăng này, chúng ta có nguy cơ rơi vào ‘hội chứng Kessler’, nơi một chuỗi va chạm liên tiếp khiến không gian trở nên không thể sử dụng được.”

“Mặc dù công nghệ có thể giúp các vệ tinh tránh va chạm, nhưng việc nhận thức được ảnh hưởng của môi trường Trái Đất đối với khả năng hoạt động trong không gian đang trở nên ngày càng quan trọng. Một cách tiếp cận phối hợp để giảm phát thải khí nhà kính sẽ giúp bảo vệ tầng nhiệt và đảm bảo tính bền vững cho thế hệ mai sau.”

Hiện tượng nóng lên toàn cầu đang ảnh hưởng đến không gian bằng cách làm lạnh và thu nhỏ tầng khí quyển trên, khiến vệ tinh ở lại quỹ đạo lâu hơn. Điều này làm tăng nguy cơ va chạm và rác vũ trụ nguy hiểm, nhấn mạnh sự cấp thiết của các chính sách không gian bền vững bên cạnh các biện pháp chống biến đổi khí hậu. Ảnh: Đại học Warwick/Mark Garlick