Hé lộ kế hoạch 'kéo' trạm vũ trụ quốc tế ISS về Trái Đất để phá hủy của NASA

Giải pháp của NASA là kéo trạm ISS xuống quỹ đạo thấp hơn, nhằm cho phép công trình này lao xuống bầu khí quyển một cách có kiểm soát, trước khi bị phá hủy hoàn toàn.

Trạm vũ trụ Quốc tế (ISS) là một tổ hợp công trình quốc tế gồm 7 mô-đun, dài 109 mét, hoạt động trên quỹ đạo thấp của Trái đất. Việc xây dựng trạm vũ trụ quốc tế ISS bắt đầu vào năm 1998 và kéo dài cho đến khi hoàn thành vào năm 2011. Ngoài NASA, các đối tác chính trên ISS gồm cơ quan vũ trụ Nga (Roscosmos), Cơ quan Vũ trụ Châu Âu , Cơ quan Thám hiểm Hàng không Vũ trụ Nhật Bản và Cơ quan Vũ trụ Canada.

Vào thời điểm trạm ISS được lên kế hoạch, NASA và các đối tác ban đầu có ý định chỉ sử dụng trạm vũ trụ này trong vòng 15 năm. Tuy nhiên, thời gian sử dụng của trạm ISS đã kéo dài hơn dự kiến, khi trạm vũ trụ này vẫn được sử dụng để làm nơi thực hiện các nghiên cứu khoa học. 

Tuy nhiên, sau 24 năm hoạt động, cấu trúc vật lý của trạm đã xuống cấp dần theo thời gian. Chưa kể đến, các hoạt động từ việc phải đón các tàu vũ trụ cập bến liên tục, song song với điều kiện hoạt động khắc nghiệt đã khiến các thành phần của công trình hao mòn tới mức  con người không thể sửa chữa thêm. Do vậy, vào năm 2022, NASA đã lên kế hoạch cho trạm vũ trụ quốc tế ISS nghỉ hưu vào năm 2030 và trở về Trái đất vào tháng 1-2031. 

Tuy nhiên, vấn đề đặt ra ở đây đến từ việc làm sao để phá dỡ công trình 100 tấn này một cách an toàn?

Làm sao để xử lý cấu trúc nhân tạo nặng tới 400 tấn trên quỹ đạo thấp?

Không giống như các tên lửa hay tàu vũ trụ loại nhỏ, trạm ISS không thể bị phá hủy hoặc chuyển tới các "nghĩa địa không gian" để lưu trữ lâu dài. Tuy nhiên, nếu không được xử lý đúng cách, trạm sẽ lao trở lại Trái Đất, hoặc gây cản trở cho các sứ mệnh trong tương lai.

Trạm ISS hiện quay quanh Trái Đất ở khoảng cách hơn 400 km so với mặt đất. Do kích thước khổng lồ của các tấm pin mặt trời, trạm vũ trụ ISS thực sự có thể được phát hiện bằng mắt thường vào lúc bình minh hoặc hoàng hôn khi bay trong một khu vực.

Về cơ bản, việc đẩy trạm ISS lên quỹ đạo cao hơn là không khả thi, khi cần phải tiêu tốn một lượng năng lượng khổng lồ để làm như vậy. Chưa kể đến, những áp lực tác động lên phương tiện đẩy có thể khiến nó bị vỡ nát. 

Giải pháp thay thế ở đây của NASA là kéo trạm ISS xuống quỹ đạo thấp hơn, nhằm cho phép công trình này lao xuống bầu khí quyển một cách có kiểm soát. Trong quá trình hồi quyển, trạm ISS sẽ bốc cháy và mọi mảnh vỡ còn sót lại của trạm sẽ rơi xuống một vùng biển không có người ở. 

Để thực hiện điều này, y tưởng ban đầu của NASA là sử dụng một loạt tàu vũ trụ chở hàng Progress của Nga, vốn sẽ đẩy ISS tới quỹ đạo mong muốn. Tuy nhiên, một công trình nghiên cứu kéo dài một năm của NASA và các đối tác của ISS cho thấy việc sử dụng tàu Progress sẽ không hoạt động như mong muốn. Chưa kể đến, việc Nga dự kiến rời trạm ISS vào năm 2028 và mối quan hệ giữa Nga với các đối tác khác đang xấu đi khiến kế hoạch này không còn là lựa chọn hàng đầu. 

Để thay thế, NASA đã đưa ra đề xuất với các công ty Mỹ để phát triển một phương tiện có tên gọi United States Deorbit Vehicle (USDV), vốn sẽ đảm nhận việc chủ động ‘kéo’ trạm ISS ra khỏi quỹ đạo và hướng về bầu khí quyển Trái Đất ở giai đoạn cuối cùng, sau khi trạm này hạ dần độ cao trên quỹ đạo một cách tự nhiên.

Theo ước tính, NASA tiêu tốn khoảng 3 tỉ USD mỗi năm để vận hành ISS. Tổng cộng, đã có 258 phi hành gia và hành khách từ 20 quốc gia khác nhau đã đến thăm ISS tính đến tháng 5.2022. Hầu hết trong số này đến từ Mỹ (158 người) và Nga (54 người).

Theo kế hoạch của NASA, USDV sẽ gặp và kết nối với trạm ISS. Sau đó, nó thực hiện những biện pháp kỹ thuật nhằm kiểm soát trạng thái và tốc độ của trạm ISS, nhằm tịnh tiến trạm này rời khỏi quỹ đạo và tiến về Trái Đất.

Lúc này, toàn bộ trạm ISS sẽ đạt vận tốc cực đại 43.450 km/h để vượt qua bầu khí quyển của Trái Đất, đồng thời bốc cháy ở nhiệt độ lên tới 5.300 độ F (2.900 độ C) khi hồi quyển, trước khi lao thẳng xuống bề mặt hành tinh của chúng ta.

Tuy nhiên, trước kế hoạch của NASA, nhiều chuyên gia cho rằng phương pháp này vô cùng mạo hiểm do có nhiều biến số nằm ngoài kiểm soát. Nếu mọi thứ không diễn ra theo kế hoạch, trạm ISS sẽ như một thiên thạch lao thẳng xuống mặt đất, gây ra thiệt hại cực kỳ đáng kể. 

Cũng phải nói thêm, đã có một số ý kiến cho rằng trạm ISS nên được gỡ thành nhiều mảnh hoặc module nhỏ hơn, trước khi chúng được lần lượt đưa về Trái Đất bằng tên lửa. Tuy nhiên, kế hoạch này cũng rất khó để thực hiện. Nếu trạm ISS ngừng hoạt động, quá trình kết nối với trạm trước khi gỡ bỏ các thành phần sẽ không thể, hoặc rất khó để thực hiện.

Bản thân NASA cũng thừa nhận chương trình sẽ mất nhiều năm để phát triển, thử nghiệm và chứng nhận, trước khi đưa ra một kế hoạch cụ thể. Cũng không loại trừ khả năng ý tưởng sẽ bị hủy bỏ, và thay thế bằng một phương pháp khác khả thi hơn.

Source: GenK