Hệ thống bắn laser từ mặt đất để phá hủy rác vũ trụ

Startup Nhật Bản phát triển một hệ thống laser dưới mặt đất để bắn vào rác vũ trụ kích thước nhỏ, khiến chúng rơi xuống khí quyển và cháy rụi.

Rác vũ trụ là những vật thể nhân tạo không còn hoạt động trên quỹ đạo Trái Đất, ví dụ như vệ tinh cũ hoặc các tầng tên lửa đã qua sử dụng. Những vật thể với kích thước đa dạng này có nguy cơ va chạm với tàu vũ trụ, vệ tinh đang hoạt động và cả Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS). Mảnh vỡ chỉ vài mm cũng có thể gây rắc rối nghiêm trọng nếu va chạm ở tốc độ cao.

Nhu cầu theo dõi và loại bỏ rác vũ trụ đang ngày càng tăng trong bối cảnh các hoạt động liên quan đến không gian phát triển mạnh. EX-Fusion, startup Nhật Bản có trụ sở tại Osaka, dự định phát triển một hệ thống laser dưới mặt đất để phá hủy rác vũ trụ, Interesting Engineering hôm 16/1 đưa tin.

Tháng 10/2023, EX-Fusion đã ký biên bản ghi nhớ với EOS Space Systems, công ty Australia chuyên cung cấp công nghệ phát hiện rác vũ trụ. EX-Fusion cũng công bố kế hoạch lắp đặt một hệ thống laser mạnh tại Đài quan sát Vũ trụ EOS gần Canberra.

Giai đoạn đầu của dự án sẽ là thiết lập công nghệ laser để theo dõi những mảnh rác có kích thước dưới 10 cm. Rác với kích thước này là một thách thức lớn khi muốn nhắm laser từ dưới mặt đất. Trong giai đoạn hai, EX-Fusion và EOS Space sẽ bắn các chùm laser từ dưới mặt đất để loại bỏ rác vũ trụ.

Phương pháp này bao gồm việc bắn laser không liên tục theo hướng ngược với hướng di chuyển của rác để nó bay chậm lại. Về mặt lý thuyết, sự giảm tốc quỹ đạo này sẽ khiến các mảnh rác rơi vào khí quyển Trái Đất và bốc cháy. EOS Space đang cung cấp các hệ thống vũ khí laser để tiêu diệt drone, nhưng laser công suất cao cũng có những ứng dụng khác.

Loại laser được thiết kế để phá hủy rác không gian không giống laser dùng làm vũ khí, theo James Bennett, phó chủ tịch điều hành của EOS Space. Các vũ khí laser hiện nay thường dùng laser sợi quang để cắt, hàn kim loại và tiêu diệt drone nhờ bắn nhiệt liên tục. Tuy nhiên, phương pháp của EX-Fusion là sử dụng laser trạng thái rắn bơm đi-ốt (DPSS). Loại laser này tác dụng lực lên các mảnh rác chuyển động nhanh, và cản chúng giống như một chiếc phanh.

Kế hoạch bắn hạ rác vũ trụ từ mặt đất của EX-Fusion sẽ phải đối mặt với nhiều thách thức liên quan đến độ chính xác và sức mạnh. Tuy nhiên, phương pháp này có ưu điểm là dễ thực hiện những công việc cải tiến và bảo trì hơn vì cơ sở hạ tầng đặt dưới Trái Đất, trong khi nhiều phương pháp khác cần triển khai trên không gian, ví dụ, công ty Nhật Bản Astroscale Holdings muốn phóng vệ tinh để loại bỏ những mảnh rác lớn.