Cơ quan Vũ trụ Vương quốc Anh (UKSA) đã trao cho 2 công ty hai hợp đồng trị giá 4 triệu bảng Anh để thiết kế phương tiện bay vũ trụ, thực hiện sứ mệnh làm sạch không gian, có thể được khởi động ngay sau năm 2026.

Nguyên mẫu chiến thắng sẽ theo dõi và thu giữ 2 vệ tinh không hoạt động đang quay quanh Trái đất, sau đó ném những vệ tinh này vào bầu khí quyển nơi các phương tiện vũ trụ sẽ bốc cháy và bị thiêu hủy. Trong số các đề xuất có 2 giải pháp sáng tạo: xe chở rác đầu tiên của Anh cho không gian và tàu vũ trụ có cánh tay robot.

Rory Holmes của ClearSpace, 1 trong những công ty tham gia cuộc cạnh tranh, trả lời phỏng vấn Sky News cho biết: “Trong sáu thập kỷ qua, chúng ta đã phóng hàng loạt vệ tinh vào không gian mà không thực sự suy nghĩ về điều gì sẽ xảy ra khi các vệ tinh kết thúc vòng đời hoạt động. Khi những vệ tinh này hết nhiên liệu hoặc bị hỏng, chúng ta đơn giản là loại bỏ khỏi chương trình và các vật thể này tiếp tục bay trên quỹ đạo. Chúng ta để các vệ tinh và những vật thể làm tắc nghẽn không gian.

“Hiện tại chúng ta đang rơi vào tình huống, trên không gian có quá nhiều vật thể bay và tất cả những vật thể chết khác nhau này đang quay xung quanh trái đất, đan chéo vào nhau, đôi khi va chạm và đôi khi thực sự cản trở những gì chúng ta muốn làm trong không gian.”

Những ước tính của các nhà khoa học vũ trụ cho thấy, có hơn 100 triệu mảnh rác không gian quay quanh Trái đất, có kích thước từ một đồng xu đến toàn bộ một quả tên lửa đẩy, số lượng vệ tinh trong quỹ đạo Trái đất tầm thấp (LEO) dự kiến ​​sẽ tăng lên đáng kể trong vài năm tới.

Với sự tham gia của các công ty SpaceX, Amazon và OneWeb, có tới 18.000 vệ tinh mới sẽ bay lơ lửng trên hành tinh vào năm 2025. Cho đến nay, chỉ riêng SpaceX của Elon Musk đã phóng khoảng 3.000 vệ tinh cho dịch vụ internet trên không gian, Starlink.

 Để giải quyết vấn đề thu gom rác trong vũ trụ, công ty vũ trụ ClearSpace đang thiết kế một tàu vũ trụ có hình dáng giống như một con mực khổng lồ, với nhiều cánh tay vươn ra để quấn quanh một vệ tinh mục tiêu, theo cách mà Holmes gọi là  "cái ôm của gấu".

 Robot vũ trụ với nhiều tay máy để khóa vệ tinh rác vũ trụ. Ảnh E&T

Ông nói: “Chúng tôi phải tìm cách bắt và giữ chặt những vật thể này để các vật thể không không quay ra ngoài xa khỏi thiết bị. Cơ thế thiết kế có một lợi thế là phương tiện thu gom rác vũ trụ hoàn toàn có thể bay vòng quanh vật thể trước khi kéo và giữ chặt, đảm bảo vật thể bay không thể trượt ra và bay theo hướng không mong đợi.”

Công ty thứ 2, Astroscale tại Oxfordshire, đề xuất sử dụng tàu vũ trụ có cánh tay robot dài để thu giữ các vệ tinh không hoạt động.

 Thiết kế tàu dọn rác vũ trụ với cánh tay robot dài của Astroscale. Ảnh E&T

Jason Forshaw, lãnh đạo bộ phận kinh doanh tương lai của công ty cho biết, việc thiết kế một tàu vũ trụ có thể nhận thức, đánh gia và thu giữ một vệ tinh lão hóa đã hư hỏng là một thách thức lớn. Ông cho biết:  “Các bộ phận khác nhau có thể đã rơi khỏi vệ tinh. Đôi khi ăng-ten rơi ra, đôi khi các mảnh vụn vũ trụ va vào thân vệ tinh đã hỏng. Khó khăn đầu tiên là kiểm tra xem xét các mảnh vỡ khi vệ tinh thu gom đến đó để đánh gia tình trạng kỹ thuật và độ vững chắc."

“Sau đó, giai đoạn thứ hai là vệ tinh thực sự tiến lại gần vật thể- rác thải vũ trụ và thu giữ. Công việc này cần có các robot có cấu trúc phức tạp thực hiện.”

Astroscale đang hy vọng các nhà sản xuất vệ tinh bắt đầu thêm một tấm đế được tiêu chuẩn hóa vào thiết kế của phương tiện bay, giúp tàu vũ trụ khác bám vào dễ dàng hơn để tiếp nhiên liệu, bảo dưỡng định kỳ hoặc đưa vệ tinh ra khỏi quỹ đạo.

Các chính phủ, doanh nghiệp, học giả và các nhóm vận động đã thừa nhận sự cần thiết của công tác quản lý các mảnh rác thải không gian, áp dụng biện pháp bao gồm từ việc loại bỏ tích cực những mảnh rác vụn không gian đến những chính sách không khuyến khích cho tàu vũ trụ và những vật thể không gian khác trên quỹ đạo thấp của Trái đất trong thời gian hoạt động của thiết bị.

Rác vũ trụ ngày càng trở nên nguy hiểm vì các vệ tinh đang hoạt động và Trạm Vũ trụ Quốc tế thường xuyên phải thay đổi quỹ đạo để tránh va chạm. Một mảnh vụn không gian có kích thước chỉ 1cm có thể xuyên qua thành của một con tàu vũ trụ đang quay quanh quỹ đạo do các vật thể bay trên quỹ đạo có vận tốc rất cao.

Tháng 9/2022, Ủy ban Truyền thông Liên bang (FCC) đã bỏ phiếu giảm thời hạn loại bỏ các vệ tinh không hoạt động trên quỹ đạo thấp của Trái đất từ ​​25 năm xuống còn 5 năm.

Theo quy định mới của Ủy ban Truyền thông Liên bang (FCC), những vệ tinh không còn hoạt động phải được loại bỏ khỏi quỹ đạo Trái đất “càng sớm càng tốt và không quá 5 năm sau khi kết thúc sứ mệnh hoạt động”.

Ngành Công nghiệp vũ trụ Anh đang duy trì 47.000 việc làm và tạo ra 16,5 tỷ bảng mỗi năm. Khi áp lực ngày càng tăng đối với các quốc gia và công ty, phải chịu trách nhiệm về rác thải từ các hoạt động khai thác không gian, sẽ có thêm cơ hội phát triển mới.

Adam Camilletti thuộc UKSA cho biết: “Chúng tôi đang theo đuổi các vệ tinh đã không hoạt động, được đăng ký ở Anh. Đó là những vệ tinh của chúng ta. Chúng tôi muốn đi đầu trong việc trở thành một tác nhân có trách nhiệm trong không gian và dọn rác vũ trụ mang xuống để rác thải không đe dọa không gian vũ trụ chung của nhân loại.

“Là quốc gia đầu tiên có những hành động tích cực trong không gian, không chỉ phát triển hoạt động loại bỏ rác thải tích cực, mà còn hiểu sâu săc luật pháp và những hướng dẫn phải tuân theo. Hoạt động này cho thấy Anh đang thực hiện cam kết làm sạch và duy trì không gian bền vững thực sự nghiêm túc.

 “Quyết định của chính phủ Anh đặt chúng tôi vào một vị trí tuyệt vời cho công việc kinh doanh trong tương lai. Nếu UKSA là cơ quan đầu tiên trên toàn thế giới chứng minh khả năng dọn rác vũ trụ thì UKSA cũng sẽ thực hiện những hợp đồng đó dọn rác cho các tổ chức, doanh nghiệp trong vũ trụ.”

Với số lượng tàu vũ trụ được đưa vào không gian ngày càng nhiều, khả năng rác vũ trụ rơi xuống gây hại cho con người và va chạm với các phần cứng không gian khác sẽ tăng lên.  Một nghiên cứu gần đây, được công bố trên tạp chí Nature Astronomy ước tính khả năng những bộ phận tên lửa và vệ tinh rơi xuống bầu khí quyển của Trái đất, 1/10 khả năng xảy ra một hoặc nhiều thương vong do các mảnh vỡ không gian gây ra trong 10 năm tới.

Tháng 5/2021, Trạm vũ trụ quốc tế (ISS) bị một mảnh rác vũ trụ va phải, mảnh vụn rái thải vũ trụ đã xé từ cánh tay robot dài 17m một phần đáng kể. Tháng 11/2022, ISS buộc phải thay đổi quỹ đạo bay để tránh một bộ phận của vệ tinh Trung Quốc hiện không còn hoạt động trên đường bay.