Ngày 6 tháng 6 năm 2024
Quỹ đạo trái đất thấp, vùng không gian trong vòng 1.200 dặm tính từ bề mặt Trái đất, là khu vực tập trung nhiều nhất cho các mảnh vụn quỹ đạo. (Nguồn ảnh: Văn phòng Chương trình Các mảnh vỡ quỹ đạo của NASA)
Các chuyến bay thương mại vào quỹ đạo thấp của Trái đất đang cất cánh, nhiều vệ tinh được phóng mỗi năm (2.166 vệ tinh chỉ riêng từ Hoa Kỳ vào năm 2023) và các khả năng không gian mới đang xuất hiện, chẳng hạn như sản xuất robot trên quỹ đạo. Tuy nhiên, vấn đề không nhất thiết phải là khối lượng của tàu vũ trụ - đó là mớ hỗn độn mà chúng để lại phía sau.
Các mảnh vụn không gian về cơ bản là thảm họa trên quỹ đạo. Có hàng ngàn tàu vũ trụ và các thiên thể tên lửa không còn tồn tại và hàng triệu mảnh rác vũ trụ quay quanh Trái đất với tốc độ hàng nghìn dặm một giờ, theo một câu chuyện gần đây của National Geographic. Nó đã làm hỏng các vệ tinh, đe dọa đi bộ trong không gian và thậm chí gây ra sự tàn phá trên Trái đất - vào tháng 3, một pallet chứa đầy pin niken-hydro đã qua sử dụng, bị Trạm Vũ trụ Quốc tế vứt bỏ vào năm 2021, đã đập vỡ mái nhà của một ngôi nhà ở Florida.
Trong nỗ lực giảm thiểu sự gia tăng rác trên tầng bình lưu khi ngành công nghiệp vũ trụ tiếp tục mở rộng, Đại học Kyoto và Lâm nghiệp Sumitomo tuần trước đã công bố hoàn thành LignoSat, vệ tinh nhân tạo bằng gỗ đầu tiên trên thế giới.
LignoSat sẽ phóng vào tháng 9 từ Trung tâm Vũ trụ Kennedy ở Florida đến Trạm Vũ trụ Quốc tế, với việc triển khai thêm từ Mô-đun Thí nghiệm Nhật Bản Kibo của trạm một tháng sau đó.
Khi bắt đầu dự án, các nhà nghiên cứu lần đầu tiên đã gửi đến không gian các mẫu gỗ, bao gồm mộc lan, anh đào và bạch dương, để thử nghiệm, chọn mộc lan, có nguồn gốc từ rừng công ty Sumimoto Forestry, làm ứng cử viên chiến thắng vì sự ổn định và nhẹ nhàng của nó.
LignoSat là một hộp có kích thước bằng một cốc cà phê với các tấm gỗ dày dưới nửa inch trên khung nhôm. Khối lập phương được lắp ráp bằng kỹ thuật truyền thống của Nhật Bản gọi là sashimono, lắp ráp các vật dụng bằng gỗ mà không cần đinh bằng cách sử dụng các khớp gỗ phức tạp. Cách tiếp cận này đảm bảo rằng các mảnh khớp với nhau một cách hoàn hảo và cấu trúc này sẽ không ảnh hưởng đến việc truyền vô tuyến hoặc thiết bị cơ khí khi sử dụng tại trạm.
“Khi bạn sử dụng gỗ trên Trái đất, bạn gặp vấn đề cháy, thối rữa và biến dạng, nhưng trong không gian, bạn không gặp phải những vấn đề đó”, Koji Murata, một nhà nghiên cứu tại Đại học Kyoto, nói với CNN. “Không có oxy trong không gian, vì vậy nó không cháy, và không có sinh vật sống trong đó, vì vậy chúng không bị thối rữa.”
Khi LignoSat kết thúc tuổi thọ cơ học, nó sẽ đi xuống khí quyển và cháy, chỉ để lại tro phân hủy sinh học. Các vệ tinh kim loại truyền thống có thể tạo ra rủi ro ô nhiễm không khí trong quá trình tái nhập cảnh. Đây có thể là một bước đột phá lớn để tìm ra các giải pháp sáng tạo xem xét cả hiệu suất và tác động môi trường của các vật liệu được sử dụng.
Trong nhiệm vụ kéo dài sáu năm, vệ tinh sẽ báo cáo về sự giãn nở, co lại của gỗ và cách nó chịu được nhiệt. Thiết kế của nó cũng sẽ kiểm tra xem gỗ có thể được sử dụng cho mục đích kết cấu trong không gian hay không. Dữ liệu này sau đó sẽ được sử dụng bởi trạm liên lạc của Đại học Kyoto để phát triển vệ tinh thứ hai, LignoSat-2.
“Mở rộng tiềm năng của gỗ như một nguồn tài nguyên bền vững là rất quan trọng”, Takao Doi, giáo sư và phi hành gia của Đại học Kyoto, nói với The Japan Times. “Chúng tôi đặt mục tiêu xây dựng môi trường sống của con người bằng cách sử dụng gỗ trong không gian, chẳng hạn như trên mặt trăng và sao Hỏa, trong tương lai.”
Trong khi đó, các cơ quan vũ trụ đang làm việc để ngăn chặn nhiều mảnh vỡ hơn được tạo ra và tìm ra những cách sáng tạo để dọn dẹp hàng nghìn tấn rác không gian đã có trên quỹ đạo.
Tháng trước, hàng chục quốc gia đã ký Hiến chương Zero Debris của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu, một thỏa thuận không ràng buộc nhằm hạn chế việc tạo ra các mảnh vỡ quỹ đạo. Vào tháng 4, NASA đã công bố phần đầu tiên của Chiến lược Bền vững Không gian, bao gồm các kế hoạch xác định các phương pháp đột phá để cảm nhận và dự đoán rủi ro khi hoạt động xung quanh các mảnh vụn không gian và tìm cách tiết kiệm chi phí để giảm việc tạo ra các mảnh vụn mới.
“Không gian đang bận rộn - và chỉ trở nên bận rộn hơn”, Pam Melroy, phó quản trị viên của NASA, cho biết trong một tuyên bố. “Nếu chúng ta muốn đảm bảo rằng các phần quan trọng của không gian được bảo tồn để con cháu của chúng ta có thể tiếp tục sử dụng chúng vì lợi ích của nhân loại, thì bây giờ là thời điểm để hành động.”