Khí nhà kính đang ảnh hưởng đến hoạt động của vệ tinh

Mi Đầu Đen

27-03-2025 

“– You guys have met rivals of the 4.0 age. You would for sure fail if you didn’tstudy them carefully.”

Trích “Bogeyman”; Wild Wise Weird [1]

Một nghiên cứu mới trên tạp chí Nature Sustainability đã khám phá ra một mối liên hệ đáng ngạc nhiên giữa khí nhà kính và cơ sở hạ tầng vũ trụ: lượng khí nhà kính ngày càng tăng đang âm thầm làm suy giảm tính bền vững của quỹ đạo Trái Đất tầm thấp (low Earth orbit - LEO), nơi hầu hết các vệ tinh hoạt động [2].

Khi nồng độ carbon dioxide (CO₂) tăng lên, tầng nhiệt của Trái Đất – lớp khí quyển trên cùng chồng lấp với LEO – trải qua quá trình lạnh đi và co lại lâu dài [3]. Điều này dẫn đến sự sụt giảm đáng kể mật độ khí quyển ở độ cao từ 200 đến 1.000 km. Mặc dù không khí loãng hơn làm giảm lực cản lên các vệ tinh, nhưng nó cũng làm chậm quá trình phân rã tự nhiên của rác vũ trụ, cho phép các vật thể không còn hoạt động tồn tại trên quỹ đạo trong nhiều thập kỷ. Rác càng tồn tại lâu, nguy cơ va chạm càng cao – có khả năng gây ra hiệu ứng domino được gọi là Hội chứng Kessler (Kessler Syndrome) [4].

Để đánh giá rủi ro, các nhà nghiên cứu đã giới thiệu Khả năng Kessler Tức thời (Instantaneous Kessler Capacity - IKC), một thước đo mới ước tính số lượng vệ tinh tối đa có thể hoạt động an toàn trong một vùng quỹ đạo nhất định mà không gây ra tình trạng mất ổn định rác thải. Sử dụng các kịch bản phát thải trong tương lai được gọi là Các kịch bản kinh tế xã hội chung (Instantaneous Kessler Capacity - SSPs), nghiên cứu dự đoán rằng khả năng chứa vệ tinh của LEO có thể giảm tới 66% vào năm 2100 theo kịch bản phát thải cao [2].

Điều này có những tác động thực tế. Các nhà khai thác có thể cần phải di chuyển vệ tinh xuống quỹ đạo thấp hơn hoặc tăng cường hệ thống điều khiển để đáp ứng các quy định nghiêm ngặt hơn về việc loại bỏ vệ tinh khỏi quỹ đạo. Rộng hơn, nó cho thấy rằng bầu khí quyển đang thay đổi của Trái Đất hiện là một yếu tố hạn chế trong việc sử dụng không gian an toàn.

Nghiên cứu nhấn mạnh một mối liên hệ sâu sắc giữa tự nhiên và con người: tác động của chúng ta lên khí hậu Trái Đất đang lan rộng ra ngoài bầu khí quyển, ảnh hưởng đến khả năng hoạt động an toàn của chúng ta trong không gian [5]. Giảm lượng khí nhà kính không chỉ quan trọng đối với sự sống trên Trái Đất – mà còn cần thiết để duy trì khả năng tiếp cận vùng không gian bao quanh hành tinh.

Tài liệu tham khảo

[1] Vuong QH. (2024). Wild Wise Weird. https://www.amazon.com/dp/B0BG2NNHY6/

[2] Parker WE, et al. (2025). Greenhouse gases reduce the satellite carrying capacity of low Earth orbit. Nature Sustainability. https://www.nature.com/articles/s41893-025-01512-0 

[3] Keating GM, et al. (2000). Evidence of long term global decline in the Earth’s thermospheric densities apparently related to anthropogenic effects. Geophysical Research Letters, 27(10), 1523-1526. https://doi.org/10.1029/2000GL003771 

[4] Kessler DJ, et al. (2010). The Kessler syndrome: implications to future space operations. Advances in the Astronautical Sciences, 137.

[5] Nguyen MH. (2024). How can satirical fables offer us a vision for sustainability? Visions for Sustainability. https://ojs.unito.it/index.php/visions/article/view/11267