Nhật Bản nghiên cứu sử dụng tia laser từ mặt đất để loại bỏ rác vũ trụ

Ảnh minh họa rác vũ trụ - Ảnh: EUSPA.

Vấn đề rác vũ trụ ngày càng trở nên trầm trọng, được tạo ra từ các vệ tinh cũ và các phần thân tên lửa va chạm ở tốc độ cao trên quỹ đạo. Những mảnh vụn nhỏ này có thể gây nguy hiểm cho các tàu vũ trụ và vệ tinh đang hoạt động. EX-Fusion cùng với đối tác EOS Space Systems ở Úc đã đưa ra giải pháp mới, sử dụng tia laser để giảm tốc độ di chuyển của rác vụn và khiến chúng rơi vào bầu khí quyển Trái đất, nơi chúng sẽ bị đốt cháy.

Dự án này có sự khác biệt bởi vì nó thực hiện từ mặt đất, không giống như nhiều phương pháp khác sử dụng vệ tinh. EX-Fusion đã ký một bản ghi nhớ với EOS Space Systems để triển khai thiết bị laser công suất cao trong một đài thiên văn do EOS Space vận hành. Giai đoạn đầu tiên của dự án sẽ tập trung vào việc theo dõi và xác định các mảnh rác vụn có kích thước dưới 10cm, một thách thức đối với việc nhắm mục tiêu từ mặt đất bằng tia laser.

Kế hoạch của EX-Fusion là bắn tia laser từ mặt đất để làm chậm tốc độ của các mảnh vụn không gian, khiến chúng rơi vào bầu khí quyển Trái đất Ảnh: Ex-Fusion.

Sau đó, giai đoạn tiếp theo sẽ tăng cường sức mạnh của tia laser để loại bỏ các mảnh vụn. Ý tưởng đằng sau là bắn tia laser từ phía mặt đất vào các mảnh vụn, làm chúng chậm lại và giảm tốc độ di chuyển. Điều này sẽ khiến chúng rơi vào bầu khí quyển, nơi chúng sẽ bị đốt cháy.

Phương pháp này sử dụng tia laser trạng thái rắn được bơm bằng đi ốt bán dẫn (DPSS). Khác biệt của DPSS so với các loại vũ khí laser thông thường là khả năng tác động lực lượng lên các mảnh vụn chuyển động nhanh, giảm tốc độ chúng. Mặc dù công nghệ này không mạnh mẽ như phản ứng tổng hợp hạt nhân, nhưng nó đặt ra những thách thức kỹ thuật và mở ra cánh cửa cho những thử nghiệm quan trọng trên con đường thương mại hóa công nghệ loại bỏ rác vũ trụ.

Trước đây, có một số phương tiện và công nghệ đã được đề xuất và triển khai để xử lý vấn đề rác vũ trụ:

Vệ tinh thu gom rác:

Một số vệ tinh được thiết kế để thu gom rác vũ trụ thông qua các cánh cứng, thiết bị điều hướng, hoặc cảm biến để định vị và chụp lấy các mảnh vụn.
Vệ tinh RemoveDEBRIS, một dự án của Công ty Surrey Satellite Technology Limited (SSTL) và các đối tác, đã thử nghiệm việc bắn mạng lưới để bắt rác vũ trụ.

Radar theo dõi rác vũ trụ:

Radar và các hệ thống theo dõi từ mặt đất được sử dụng để giám sát vị trí của các vật thể trong không gian và cảnh báo về nguy cơ va chạm.

Satellite Harpoon:

Một số dự án đã thử nghiệm việc sử dụng "giáo đâm" hoặc "harpoon" để chọc thủng hoặc bắt chặt các vật thể lớn nhằm giảm tốc độ chúng.

Thử nghiệm hệ thống dẫn hướng tự động:

Các dự án như CleanSpace One của Thụy Sĩ nghiên cứu việc sử dụng hệ thống dẫn hướng tự động để đưa vật thể không mong muốn rơi vào bầu khí quyển và cháy hủy.

Tuy nhiên, các phương tiện trên vẫn đối mặt với nhiều thách thức, và việc loại bỏ rác vũ trụ vẫn là một bài toán phức tạp đòi hỏi sự cộng tác quốc tế và phát triển công nghệ mới. Công nghệ tia laser từ mặt đất, như đề xuất bởi EX-Fusion, là một hướng tiếp cận mới và đầy triển vọng để giải quyết vấn đề này.