Mạng lưới vệ tinh khổng lồ 'đe dọa' bầu trời đêm

Hình vẽ minh họa. Nguồn: Shane Ross, Affiliate Professor, National Security Institute Virginia Tech

Trên đỉnh một ngọn núi giữa sa mạc Chile, kính thiên văn trị giá 800 triệu USD vừa bắt đầu hoạt động. Đài quan sát Vera C. Rubin mới được đưa vào vận hành, có nhiệm vụ thực hiện cuộc “khảo sát” vũ trụ mang tính đột phá nhằm xây dựng danh mục toàn diện nhất từ trước đến nay về các thiên hà, tiểu hành tinh, siêu tân tinh và hố đen.

Tuy nhiên, các nhà khoa học tại đây gặp phải một vấn đề: những vệ tinh di chuyển nhanh và phản chiếu ánh sáng đang để lại vệt trắng trên ảnh chụp của kính thiên văn, theo Wall Street Journal.

J. Anthony Tyson, nhà khoa học trưởng của đài quan sát, cho rằng sự gia tăng số lượng vệ tinh là "mối đe dọa nghiêm trọng" đối với hoạt động của cơ sở này.

Tyson cùng nhiều nhà khoa học khác cảnh báo những thiết bị đang bay trên quỹ đạo có thể sẽ khiến việc nghiên cứu thiên văn từ Trái Đất ngày càng khó khăn. Về lâu dài, chúng thậm chí có thể làm thay đổi hoàn toàn diện mạo của bầu trời đêm.

Những hình ảnh bầu trời được Đài quan sát Cerro Tololo Inter-American Observatory ở Chile công bố năm 2019 cho thấy vệt sáng từ các vệ tinh Starlink. Ảnh: CTIO/NOIRLab/NSF/AURA/DECam DELVE Survey.

Ô nhiễm ánh sáng

Theo Jonathan McDowell, nhà vật lý thiên văn, hiện có hơn 17.000 vệ tinh đang hoạt động trên quỹ đạo, so với khoảng 1.000 vệ tinh cách đây một thập kỷ. Ông ước tính trong 10 năm tới, con số này có thể vượt 100.000.

Các vệ tinh phản chiếu ánh sáng Mặt Trời xuống Trái Đất. Khi số lượng vệ tinh tăng lên, tình trạng ô nhiễm ánh sáng từ không gian cũng sẽ nghiêm trọng hơn.

"Chúng ta sẽ nhìn thấy số lượng 'sao' trên bầu trời nhiều gấp đôi", Hanno Rein, phó giáo sư tại Đại học Toronto, cho biết. "Nhưng chỉ một nửa trong số đó là sao thật". Nửa còn lại thực chất là những vệ tinh đang di chuyển ngang qua bầu trời.

Hiện SpaceX có khoảng 11.000 vệ tinh đang hoạt động trên quỹ đạo Trái Đất. Trong hồ sơ gần đây, công ty tiết lộ kế hoạch phóng thêm tới một triệu vệ tinh, với một nửa sẽ hoạt động trên quỹ đạo bình minh - hoàng hôn.

Đây là quỹ đạo được bố trí sao cho vệ tinh luôn nằm gần ranh giới giữa vùng được Mặt Trời chiếu sáng và vùng chìm trong bóng tối của Trái Đất. Nhờ đó, hệ thống pin quang điện trên vệ tinh có thể liên tục hấp thụ ánh sáng Mặt Trời, tạo ra nguồn điện ổn định cho thiết bị trên quỹ đạo này.

Tuy nhiên, vì luôn được chiếu sáng nên chúng cũng phản chiếu ánh sáng xuống Trái Đất, khiến con người dễ nhìn thấy chúng trên bầu trời đêm.

Các ngôi sao ở xa Trái Đất hơn vệ tinh rất nhiều. Nếu có thêm nửa triệu vệ tinh hoạt động trên quỹ đạo bình minh - hoàng hôn, con người sẽ phải nhìn xuyên qua màn ánh sáng dày đặc mới có thể quan sát được các ngôi sao.

Trong bức ảnh phơi sáng lâu này, các vệ tinh tạo thành những vệt sáng trên bầu trời. Ảnh: RubinObs/NSF/DOE/NOIRLab/SLAC/AURA/W. O’Mullane.

Ngày càng nhiều vệ tinh

Blue Origin, Google, Cowboy Space và một số công ty khác đều đã công bố kế hoạch xây dựng trung tâm dữ liệu trên quỹ đạo. Những hệ thống này có thể bao gồm hàng trăm nghìn vệ tinh.

Theo Euronews, tổng cộng, hơn 1,7 triệu vệ tinh có thể sớm chiếu sáng bầu trời đêm, làm gia tăng đáng kể lượng ánh sáng nhân tạo và che khuất hoặc làm lu mờ tầm nhìn của các kính viễn vọng đặt trên mặt đất.

SpaceX đã đề xuất triển khai tối đa một triệu vệ tinh cho hệ thống trung tâm dữ liệu trên quỹ đạo mang tên Starmind.

Các vệ tinh hiện nay có kích thước không quá lớn. Mỗi vệ tinh Starlink có diện tích khoảng 4m2, tương đương một chiếc giường cỡ lớn. Tuy nhiên, vệ tinh được sử dụng trong các trung tâm dữ liệu trên quỹ đạo sẽ có kích thước lớn hơn nhiều.

Trong hồ sơ công khai, SpaceX cho biết vệ tinh thuộc trung tâm dữ liệu trên quỹ đạo của công ty có thể có diện tích lên tới 1.500 m2. Trong khi đó, Cowboy Space cho biết vệ tinh của họ sẽ có diện tích 4.800 m2, gần bằng sân bóng đá.

Tyson cho biết SpaceX đã chủ động thực hiện các biện pháp giảm độ sáng của vệ tinh Starlink.

Một nhà khoa học khác tại Đài quan sát Rubin chia sẻ cơ sở này cũng đã có những cuộc trao đổi "tích cực" với khoảng 6 công ty vệ tinh khác.

"Họ đã rất nhiệt tình hỗ trợ, hoặc ít nhất cũng đang cố gắng làm điều đó", ông nói. Tuy nhiên, ông cho biết các vệ tinh Starlink hiện đã sáng hơn mức khuyến nghị của Liên đoàn Thiên văn Quốc tế và có thể được nhìn thấy bằng mắt thường.

Samantha Lawler, phó giáo sư tại Đại học Regina, cho biết những vệ tinh chạy bằng năng lượng Mặt Trời này phản chiếu ánh sáng xuống Trái Đất nhiều hơn các vệ tinh thông thường.

Theo bà, khi có hàng trăm nghìn vệ tinh như vậy cùng hoạt động, ánh sáng của chúng có thể "lấn át hoàn toàn" Dải Ngân hà và những ngôi sao có độ sáng yếu hơn vào một số thời điểm trong đêm.

Shane Ross, giáo sư kỹ thuật tại Đại học Công nghệ Virginia, gần đây đã xây dựng mô hình mô phỏng hình ảnh trung tâm dữ liệu trên quỹ đạo của SpaceX khi quan sát từ Trái Đất.

Mô phỏng của ông cho thấy một dải gồm hàng nghìn điểm sáng trải dài từ chân trời bên này sang chân trời bên kia, từ từ di chuyển trên bầu trời đêm.

Đoạn mô phỏng sau đó nhận được phản ứng trái chiều. "Một số người thực sự rất hào hứng với viễn cảnh đó", ông nói. "Những người khác lại cho rằng chúng ta đang phá hủy một di sản chung của nhân loại".

Tyson và các đồng nghiệp tại Đài quan sát Rubin vừa bắt đầu chương trình khảo sát không gian kéo dài 10 năm. Tuy nhiên, giờ đây ông lo ngại họ có thể buộc phải kết thúc chương trình sớm hơn dự kiến.

Mạng lưới vệ tinh không chỉ để lại vệt sáng trên ảnh chụp của kính thiên văn, chúng còn có thể tán xạ lượng ánh sáng lớn đến mức làm bầu trời sáng lên trên diện rộng, theo dự báo của Tyson.

"Cuối cùng, bầu trời có thể sáng đến mức chúng ta không thể làm được bất cứ nghiên cứu nào", ông nói.