Dùng hệ thống laser để bắn hạ rác thải kích thước nhỏ trên vũ trụ

Cách làm này có thể xử lý cả những mảnh rác có kích thước khá nhỏ, cỡ viên đạn, vốn không thể xử lý bằng các biện pháp trước đây như đám mây khí, lưới,…

Trước giờ, rác thải trên vũ trụ luôn là vấn đề đòi hỏi các nhà khoa học phải tìm cách xử lý nhằm giúp cho không gian trên quỹ đạo trở nên “trong lành” hơn cả về nghĩa đen lẫn nghĩa bóng. Một số biện pháp đã được đề xuất như dùng các đám mây khí, dùng lưới hoặc thậm chí là dùng tàu không gian có cánh buồm để thu gom rác. Tuy nhiên, những cách làm này chỉ có thể bắt được những vật thể có kích thước lớn trong khi những mảnh nhỏ vẫn còn tồn tại và gây nguy hiểm cho các phi hành gia hoặc vệ tinh. Do đó, một liên minh các nhà khoa học đến từ nhiều nước quyết định phát triển một hệ thống laser có khả năng bắn hạ những vật thể nhỏ này.

Hệ thống dự kiến bao gồm 2 thành phần chính: 1 kính thiên văn góc nhìn siêu rộng do nhóm EUSO đến từ Viện nghiên cứu Riken, Nhật Bản phát triển và một dàn laser sợi quang công suất cao dùng để bắn các vật thể. Trước đây, chiếc kính thiên văn đặc biệt được phát triển để phát hiện các tia cực tím phát ra, được tạo thành khi các tia vũ trụ năng lượng cực cao đi vào bầu khí quyển của Trái Đất vào ban đêm. Tuy nhiên, Toshikazu Ebisuzaki, người dẫn đầu nhóm EUSO đã phát hiện rằng họ có thể tận dụng chiếc kính để phát hiện ra các mảnh vỡ kích thước nhỏ trên vũ trụ trong thời điểm hoàng hôn.

Một khi mảnh vỡ đã được kính thiên văn phát hiện và định vị, hệ thống sẽ hướng dẫn tia laser nhắm bắn và tập trung một xung laser cường độ cao vào vật thể đó. Điều này dẫn tới một quá trình gọi là plasma ablation xuất hiện, khiến cho một bên của vật thể sẽ nóng lên và chuyển sang thể plasma. Khi đó, mặt bên bị plasma hóa sẽ tạo nên một lực đẩy, đẩy các mảnh vỡ xuống bên dưới bầu khí quyển và bị đốt cháy.

Hiện tại, dự án đang tìm cách đưa một hệ thống lên trạm không gian quốc tế ISS để thử nghiệm. Hệ thống sẽ sử dụng một kính thiên văn 2 cm và hệ thống laser 100 sợi quang và dự kiến sẽ tập trung bắn hạ các mảnh vỡ ở gần trạm không gian. Nếu thử nghiệm tiến triển tốt, một phiên bản hoàn chỉnh sẽ được đưa lên ISS với kính thiên văn 3 mét và hệ thống laser 10.000 sợi quang cho tầm bắn lên tới 100 km. Ở bên dưới mặt đất, một hệ thống khác sẽ được lắp đặt cho phép bắn hạ các vật thể nằm ở độ cao 800 km so với mặt đất, nơi đang tập trung số lượng lớn các mảnh vụn.

Ebisuzaki cho biết: “Sáng kiến của chúng tôi là khá hứa hẹn so với những biện pháp truyền thống trên mặt đất, và chúng tôi tin rằng biện pháp dễ quản lý này sẽ cho hiệu quả chính xác, nhanh chóng và rẻ tiền hơn. Theo dự kiến, hệ thống chuyên dụng này sẽ loại bỏ hầu hết các mảnh vở có kích thước vài cm trong vòng 5 năm hoạt động.” Ngoài viện Riken, nhiều trường Đại học và viện nghiên cứu lớn như Đại học California, Đại học Paris và Đại học Torino cũng tham gia vào dự án nói trên. Nghiên cứu lần này đã được đăng tải trên tạp chí Acta Astronautica số ra mới đây.

Theo Gizmag, tinhte