Sẽ tốn 1 tỉ đô la để phá hủy trạm không gian

[Romano]

Trong hơn một phần tư thế kỷ vừa qua, Trạm không gian Quốc tế (ISS) – lớn hơn một sân bóng đá, nặng chừng 450 tấn, đã là nơi trú chân cho nhiều phi hành gia từ nhiều nước. Tuy nhiên, vòng đời hữu dụng của trạm sắp chấm dứt; dự tính NASA sẽ phải tốn chừng 1 tỉ đô la để “thanh lý” ISS, tức đưa nó về bầu khí quyển của Trái đất rồi cho nó tự bốc cháy trên bầu trời, dự kiến sẽ diễn ra vào đầu năm 2031.Tuy mang danh nghĩa quốc tế, có sự tham gia của các nước như Canada, Nhật, châu Âu, ISS chủ yếu là công trình xây dựng của Mỹ và Nga. Các mô-đun đầu tiên, một của Mỹ và một của Nga được đưa lên quỹ đạo vào năm 1998. Phi hành đoàn đầu tiên, gồm 1 phi hành gia Mỹ và 2 phi hành gia Nga bắt đầu lưu trú trên trạm vào tháng 11-2000. Kể từ đó ISS hoạt động không ngừng nghỉ, vượt quá vòng đời dự kiến ban đầu của nó là 15 năm.

ISS bay ở quỹ đạo tầm thấp nên tốc độ có chậm dần do va chạm với các hạt khí quyển và nếu không được tăng tốc định kỳ nhằm giữ nó trên quỹ đạo, ISS sẽ mất dần độ cao, cuối cùng sẽ rơi xuống bầu khí quyển, vỡ thành nhiều mảnh và bốc cháy. Hiện nay hầu hết các lần tăng tốc đều do các con tàu chở hàng của Nga thực hiện khi đấu nối với trạm.

Về lý thuyết, NASA và Nga có thể nâng ISS lên một quỹ đạo cao hơn để nó không còn bị ảnh hưởng bởi bầu khí quyển của Trái đất nhưng nâng một khối lượng lớn như thế ngoài không gian sẽ cực kỳ tốn kém. Ngay cả khi đưa nó lên quỹ đạo mới, bỏ hoang nó, ISS cũng sẽ trở thành mối nguy trong tương lai vì cấu trúc cũ lâu năm sẽ yếu đi và vỡ ra. Nếu ISS kết thúc cuộc đời trong không gian như thế, nó sẽ sản sinh vô số mảnh vỡ, sau này gây nguy hiểm cho tàu vũ trụ hay các vệ tinh. Ý tưởng biến ISS thành một viện bảo tàng trong không gian cũng được cân nhắc nhưng sau đó bị loại bỏ.

Tháo dỡ ISS cũng không khả thi vì cấu trúc của trạm không nhằm mục đích tháo dỡ. Các nỗ lực tách rời các mô-đun của ISS rất có thể gây nguy hiểm vì các thành phần đều đã trải qua hơn 20 năm phơi ra trong một môi trường cực kỳ khắc nghiệt. Thay vào đó có thể cho ISS rơi về Trái đất bằng hai cách: cho nó rơi theo một lộ trình hoạch định trước hoặc để nó rơi một cách tự nhiên. Cách thứ nhì khá nguy hiểm vì cho dù cho đến nay chưa có mảnh vỡ nào từ vệ tinh hay tàu vũ trụ rơi xuống gây hại cho tài sản hay con người, ISS có khối lượng lớn nên chưa thể đoán chắc nó không rơi trúng một khu dân cư đông đúc và vẫn chưa cháy hết.

Cách an toàn hơn là tính toán để ISS rơi trên vùng biển không có người ở phía Nam Thái Bình Dương. Đây là bài toán phức tạp vì ISS hiện bay quanh Trái đất cứ 1,5 giờ được một vòng nên mỗi phút bay qua hơn 400 ki lô mét, mỗi vòng lại bay trên các địa điểm khác nhau vì Trái đất quay. Nếu cho ISS rơi trong bầu khí quyển càng lâu bao nhiêu thì khả năng các mảnh vỡ rơi xuống một khu vực càng lớn bấy nhiêu. Nhưng người ta cũng không thể cho ISS rơi quá nhanh vì tốc độ cao, lực cản không khí lớn, sẽ làm nhiều bộ phận bị tách lìa như các giàn pin mặt trời hay các mô-đun riêng biệt. Lúc đó các bộ phận này sẽ rơi xuống mặt đất theo cách tự nhiên, tức không được kiểm soát.

Ngoài ra, bầu khí quyển của Trái đất không đều, có khi mỏng, có lúc đậm đặc theo chu kỳ hoạt động 11 năm của Mặt trời. Khi đưa một vật thể lớn như ISS ra khỏi quỹ đạo rơi về bầu khí quyển, người ta không thể tính toán chính xác những gì sẽ xảy ra dưới tác động của mật độ bầu khí quyển. Tất cả những yếu tố trên buộc một quy trình tối ưu sẽ diễn ra theo một trình tự nhất định. Đầu tiên là một khoảng thời gian vài tuần hay vài tháng cho ISS rơi tự nhiên, mất dần độ cao, còn cách Trái đất chừng 400 ki lô mét thì một con tàu được chế tạo đặc biệt sẽ gắn liền với trạm và bắt đầu nổ máy cho rơi có kiểm soát. Ở độ cao 200 ki lô mét, người ta sẽ điều khiển các động cơ để điều chỉnh đường bay của ISS, biến quỹ đạo tròn của nó thành hình dẹt. Điều này giúp giảm đến mức thấp nhất khoảng thời gian trạm sẽ bay trong bầu khí quyển thấp hơn, đậm đặc hơn. Sau đó động cơ được khởi động lần cuối, đẩy trạm không gian rơi xuống vùng biển Thái Bình Dương đã định trước.

Kế hoạch trước đây là NASA sẽ phối hợp với Nga, sử dụng chừng ba con tàu Progress cùng hoạt động để điều khiển đánh rơi ISS đúng vị trí. Thế nhưng đây là một thử thách lớn vì cần chế tạo, phóng và kết nối ba con tàu Progress của Nga trong một thời gian ngắn. Hơn nữa mối quan hệ hợp tác giữa Mỹ và Nga không phải trong giai đoạn nồng thắm – Nga lại tuyên bố muốn rút khỏi dự án hợp tác ISS và không hứa hẹn sẽ cung cấp tàu Progress cho mục đích “thanh lý” ISS.

Hiện nay NASA đang kêu gọi các nhà thầu tư nhân nộp đề án “thanh lý” ISS, kể cả xây dựng các con tàu chuyên dụng cho mục đích này với dự tính có thể chi trả đến 1 tỉ đô la tiền thuê dịch vụ này. Tuy nhiên, nhiều chuyên gia không gian cho rằng kết thúc một trạm không gian quốc tế là một trách nhiệm cần được chia sẻ với những nước từng tham gia xây dựng trạm. Kế hoạch của NASA cần có ý kiến của Nga, Nhật, Canada và châu Âu bởi, cho đến nay, ISS là một minh họa tốt cho sự hợp tác quốc tế trong thám hiểm không gian, một sự hợp tác ngày càng hiếm bất kể các tiến bộ khoa học – kỹ thuật.