Tại sao chúng ta chẳng thấy rác vũ trụ trong các bức ảnh chụp Trái đất?
Đôi lúc, khi xem một bức ảnh tuyệt đẹp về Trái đất chụp từ ngoài không gian, bạn sẽ tự hỏi rằng "chẳng phải trong không gian có đầy rác hay sao? Tại sao chúng ta chẳng thấy chúng trên quỹ đạo trong các bức ảnh kia?"
Bạn đã đúng khi đặt câu hỏi đó. Chính xác là không gian phía trên hành tinh của chúng ta ngày càng đông đúc bởi rất nhiều vệ tinh và rác vũ trụ. Đơn giản là, con người và những thứ chúng ta xây dựng nên quá nhỏ bé so với sự to lớn của hành tinh này. Hiện có khoảng 4.256 vệ tinh nhân tạo trên quỹ đạo Trái đất, trong số đó có 1.149 vệ tinh vẫn đang hoạt động. Hầu hết trong số chúng khá nhỏ, từ những vệ tinh tí hon hình lập phương, có chiều dài mỗi cạnh khoảng 0,1 mét, như CubeSats, đến những vệ tinh liên lạc có chiều dài hơn 30 mét.
Hiện có khoảng 4.256 vệ tinh nhân tạo trên quỹ đạo Trái đất.
Nghe 30 mét có vẻ lớn nhỉ? Nhưng vẫn quá bé nhỏ khi bạn xét đến đường kính Trái đất: 12.741,98 km!
Kể cả trạm không gian của chúng ta cũng chỉ là một gã tí hon khi so với cả hành tinh. Với chiều dài 109 mét, Trạm không gian quốc tế (ISS) là vật thể lớn nhất mà con người từng tạo ra đang bay quanh quỹ đạo Trái đất. Dù vậy, nó vẫn chưa đủ lớn để lọt vào ống kính của những công cụ quan sát Trái đất như camera EPIC của vệ tinh DSCOVR, vốn chụp những bức ảnh tuyệt đẹp về Trái đất từ cách xa đến 1 triệu dặm.
Jay Herman, nhà khoa học chính của EPIC, cho biết những vật thể nhỏ nhất mà camera của EPIC có thể chụp được phải có bề ngang từ 8 – 10 km. Như vậy, ISS còn nhỏ hơn cả một hạt bụi trong một bức ảnh chụp Trái đất.
Ngay cả các vệ tinh với vị trí quan sát gần hơn và độ phân giải cao hơn cũng bó tay. Ví dụ, các vệ tinh Terra và Aqua của NASA mang theo thiết bị MODIS và hoạt động cách bề mặt Trái đất chỉ khoảng 708 km.
"Với vệ tinh MODIS, vốn có độ phân giải là 1 km, bạn có lẽ cũng chẳng thể thấy được một thứ như ISS" – Herman nói. "Nếu nó đi ngang qua góc nhìn của vệ tinh, bạn có thể sẽ thấy một chấm sáng, nhưng sẽ không thấy được nhiều chi tiết lắm đâu, nên sẽ rất khó để xác định nó". Và đó là nếu ISS và Terra hoặc Aqua may mắn ở trong cùng một khu vực.
Ngoài ra, chưa có đài quan sát quỹ đạo nào có khả năng chụp ảnh các vệ tinh khác, hay rác vũ trụ cả. "Một số vệ tinh thương mại độ phân giải cao sẽ có thể thấy ISS và có lẽ là cả các tàu vũ trụ nhỏ hơn" – Herman nói.
Nhưng ngay cả vậy, thì cũng cần tính đến phối cảnh và vị trí. Các vệ tinh được thiết kế để không va chạm với nhau, có nghĩa là rất hiếm khi chúng gặp nhau, và nhiều trong số chúng hoạt động ở những độ cao khác nhau. Ví dụ, các vệ tinh ISS ở độ cao khoảng 402 km, trong khi các vệ tinh khác có quỹ đạo gần Trái đất hơn, hoặc xa hơn nhiều. "Các vệ tinh thương mại sẽ có thể thấy ISS, vốn ở quỹ đạo khá thấp" – Herman nói. "Nhưng chúng sẽ không thể thấy MODIS, vốn ở quỹ đạo cao hơn so với các vệ tinh thương mại độ phân giải cao".
Khả năng một vệ tinh (như ISS) rơi vào tầm quan sát không phải là khôn có, nhưng rất nhỏ.
"ISS ở quỹ đạo xích đạo, do đó nó sẽ di chuyển về phía bắc và phía nam của xích đạo, nhưng không đi về phía các cực" – Herman nói. Nhiều vệ tinh khác, bao gồm các vệ tinh thương mại, lại bay quanh Trái đất theo một quỹ đạo cực, hướng từ Bắc đến Nam. "Khả năng một vệ tinh (như ISS) rơi vào tầm quan sát không phải là zero, nhưng rất nhỏ, bởi chúng gần như ở trong các quỹ đạo vuông góc với nhau".
Và ngay cả nếu rác vũ trụ không xuất hiện trong các hình ảnh góc rộng của Trái đất, điều đó không có nghĩa chúng không phải là một vấn đề lớn đối với các phi hành gia. Trên thực tế, khoảng không gian quanh hành tinh của chúng ta đang trở nên cực kỳ đông đúc.
"Có rất nhiều rác vũ trụ ở trên kia" – Herman nói. "ISS thỉnh thoảng cũng phải chật vật để tránh những thứ mà NORAD theo dõi bằng radar". Hầu hết rác vũ trụ có kích thước nhỏ, có lúc bằng một tấm thẻ, đến những mẩu vụn bằng quả bóng chày, vốn từng là một phần của các vệ tinh của Trung Quốc, Nga hay Mỹ. Những mẩu đó không hiện hữu trong các hình ảnh, nhưng chúng vẫn có khả năng gây ra những vấn đề thực sự trong không gian. "Vận tốc của chúng rất cao, đến nỗi một mẩu rác nhỏ nếu va chạm vào bạn cũng sẽ gây ra thiệt hại rất lớn" – Herman nói. Mới mùa xuân năm ngoái thôi, một mẩu vụn khi bay qua ISS đã khiến một cánh cửa sổ của trạm này hư hỏng nặng.
Nhưng với nhiều người, phải thấy mới tin được. Có một cách để bạn có thể thấy những "kẻ lang thang" trên quỹ đạo Trái đất mà không cần đến radar, vệ tinh, hay ảnh chụp. Chỉ cần bước ra ngoài vào một đêm trời quang, không trăng, tìm một vị trí nào đó có ánh sáng ở mức tối thiểu và nhìn lên các vì sao.
Một khi mắt bạn đã điều chỉnh xong, bạn sẽ có thể thấy những vệt sáng nhỏ di chuyển đều trên bầu trời, nhỏ hơn và đều hơn một chiếc máy bay. Chúng là một vài trong số hàng trăm các vệ tinh có kích thước đủ lớn và bay ở độ cao đủ thấp để có thể thấy được từ Trái đất. Dù những vật thể nhỏ hơn, chiếm đại đa số các vật thể trôi nổi quanh hành tinh của chúng ta, là quá nhỏ để thấy bằng mắt thường, vẫn có kha khá các vệ tinh đủ lớn đang bay quanh Trái đất mà bạn có thể nhìn thấy được đôi chút. Bạn chỉ cần nhìn lên và tìm kiếm mà thôi…