Quỹ đạo Trái Đất thấp có thể chỉ cách thảm họa 2,8 ngày

Quỹ đạo Trái Đất thấp (Low-Earth Orbit – LEO) đang trở nên ngày càng đông đúc với hàng nghìn vệ tinh hoạt động. Một nghiên cứu mới cảnh báo rằng nếu hệ thống điều khiển và tránh va chạm của các vệ tinh bị gián đoạn, thảm họa có thể xảy ra chỉ trong vòng vài ngày.

Nghiên cứu được thảo luận trên nền tảng khoa học thiên văn Universe Today và dựa trên mô hình do các nhà nghiên cứu từ University of British Columbia và Princeton University phát triển.

Quỹ đạo Trái Đất thấp đang đông đúc chưa từng có

Trong những năm gần đây, sự phát triển của các chòm vệ tinh lớn đã làm tăng nhanh số lượng vệ tinh trong LEO.

Các hệ thống như Starlink đã đưa hàng nghìn vệ tinh vào quỹ đạo để cung cấp internet toàn cầu.

Kết quả là:

Các vệ tinh thường xuyên bay sát nhau

Hệ thống phải liên tục điều chỉnh quỹ đạo để tránh va chạm

Theo tính toán của nghiên cứu, một “tiếp cận nguy hiểm” – tức hai vệ tinh cách nhau dưới 1 km – xảy ra khoảng 22 giây một lần trên toàn bộ LEO.

Riêng mạng Starlink, sự kiện này xảy ra khoảng 11 phút một lần.

Vệ tinh phải liên tục né nhau

Để tránh va chạm, mỗi vệ tinh cần thực hiện nhiều lần điều chỉnh quỹ đạo.

Trung bình:

Mỗi vệ tinh Starlink thực hiện khoảng 41 lần điều chỉnh mỗi năm

Những điều chỉnh này phụ thuộc vào:

Hệ thống định vị chính xác

Liên lạc liên tục với trạm điều khiển

Thuật toán dự đoán quỹ đạo

Nếu một trong các hệ thống này bị gián đoạn, nguy cơ va chạm sẽ tăng nhanh.

Bão Mặt Trời: mối nguy lớn nhất

Một trong những kịch bản nguy hiểm nhất là bão Mặt Trời mạnh.

Bão Mặt Trời có thể gây ra hai tác động lớn đến vệ tinh:

1. Làm khí quyển trên nóng lên

Khi bão Mặt Trời xảy ra, tầng khí quyển trên giãn nở và dày hơn.

Điều này tạo ra:

Lực cản lớn hơn lên vệ tinh

Quỹ đạo khó dự đoán hơn

Nhu cầu điều chỉnh quỹ đạo tăng mạnh

Trong cơn bão Mặt Trời năm 2024 (Gannon Storm), hơn một nửa số vệ tinh LEO phải điều chỉnh quỹ đạo.

2. Làm gián đoạn hệ thống vệ tinh

Bão Mặt Trời cũng có thể:

Làm nhiễu tín hiệu GPS

Làm gián đoạn liên lạc

Làm tê liệt hệ thống điều khiển

Nếu vệ tinh không thể nhận lệnh điều chỉnh, chúng có thể va chạm với các vật thể khác trong quỹ đạo.

Đồng hồ CRASH: thước đo rủi ro mới

Để đánh giá tốc độ xảy ra thảm họa, các nhà nghiên cứu đề xuất một chỉ số mới gọi là CRASH Clock (Collision Realization and Significant Harm).

Theo mô hình này:

Nếu hệ thống điều khiển tránh va chạm bị mất hoàn toàn

Một va chạm nghiêm trọng có thể xảy ra trong khoảng 2,8 ngày

Trong khi đó, năm 2018 – trước khi các chòm vệ tinh lớn xuất hiện – thời gian này là khoảng 121 ngày.

Ngoài ra:

Mất kiểm soát chỉ 24 giờ cũng có 30% khả năng gây ra va chạm lớn.

Nguy cơ Kessler Syndrome

Một va chạm lớn có thể tạo ra hàng nghìn mảnh vỡ trong quỹ đạo.

Hiện tượng này được gọi là Kessler syndrome.

Khi xảy ra:

Mảnh vỡ từ va chạm tạo thêm va chạm mới

Số lượng mảnh vỡ tăng theo cấp số nhân

Việc phóng tàu vũ trụ trở nên cực kỳ nguy hiểm

Trong kịch bản tồi tệ nhất, quỹ đạo Trái Đất có thể bị “bịt kín” bởi mảnh vỡ trong nhiều thập kỷ.

Ý nghĩa đối với tương lai không gian

Các chòm vệ tinh mang lại nhiều lợi ích như:

Internet toàn cầu

Dữ liệu khí hậu

Quan sát Trái Đất

Tuy nhiên, nghiên cứu cho thấy việc quản lý quỹ đạo đang trở thành một thách thức lớn.

Nếu xảy ra một cơn bão Mặt Trời cực mạnh – tương tự Carrington Event năm 1859 – hệ thống vệ tinh toàn cầu có thể bị tê liệt lâu hơn vài ngày.

Trong trường hợp đó, chuỗi va chạm có thể bắt đầu và khiến việc tiếp cận không gian trở nên khó khăn trong nhiều thế hệ.

Kết luận

Nghiên cứu mới cho thấy quỹ đạo Trái Đất thấp đang trở nên mong manh hơn bao giờ hết. Chỉ cần mất kiểm soát vệ tinh trong vài ngày, nguy cơ va chạm lớn có thể xảy ra và kích hoạt phản ứng dây chuyền mảnh vỡ trong không gian.

Phát hiện này nhấn mạnh sự cần thiết của các hệ thống quản lý giao thông không gian hiệu quả hơn khi số lượng vệ tinh tiếp tục tăng nhanh trong tương lai.

Nguồn

DOI: 10.48550/arXiv.2512.09643