Tác động của tên lửa Falcon 9 của SpaceX lên tầng điện ly

Tên lửa Falcon 9 của SpaceX, đã bay gần 90 lần trong năm nay, hiện đang khiến các nhà thiên văn học lo lắng về tác động mà chúng đang gây ra đối với tầng điện ly của Trái Đất. Sau khi phóng tải trọng lên vũ trụ, Falcon 9 sẽ kích hoạt các động cơ Merline của mình để định hướng lại và giảm tốc độ để hạ cánh trên đất liền hoặc trên biển. Tương tự như vậy, sau khi tầng thứ hai hoàn thành nhiệm vụ, nó cũng kích hoạt các động cơ của mình để quay trở lại Trái Đất.

Những động cơ này tạo ra các lỗ hổng trong tầng điện ly, một lớp khí tích điện bao quanh Trái Đất đóng vai trò quan trọng trong việc truyền thông vệ tinh. Những lỗ hổng này tạo ra ánh sáng đỏ, có thể ảnh hưởng thêm đến thiên văn học và nỗ lực nghiên cứu bầu trời của các nhà thiên văn học.

Falcon 9 của SpaceX là tên lửa tầm trung tái sử dụng duy nhất trên thế giới và trong khi tầng đẩy đầu tiên hạ cánh trên Trái Đất sau hầu hết các nhiệm vụ, tầng thứ hai không được thu hồi. Sau một nhiệm vụ, một khi tầng thứ hai của Falcon 9 đã phóng tải trọng của mình, tên lửa sẽ kích hoạt động cơ chân không Merlin của mình để giảm độ cao và đốt cháy trong khí quyển, đôi khi vài tuần sau khi phóng.

Tầng điện ly bắt đầu từ 60 km so với bề mặt Trái Đất và mở rộng lên đến 300 km. Đây là một trong những khu vực cao nhất của khí quyển và sau đó chỉ có thêm một lớp nữa trước khi khoảng trống rộng lớn của không gian bắt đầu. Trong tầng điện ly, một số lớp được 'ion hóa', là thuật ngữ khoa học để chỉ các hạt tích điện. Các hạt trong tầng điện ly được cung cấp năng lượng do độ cao của chúng, khiến chúng tiếp xúc với bức xạ của mặt trời. Bức xạ này cũng giúp ích cho con người trên Trái Đất vì nó giúp sóng vô tuyến đi xa hơn.

Bây giờ, theo Stephen Hummel thuộc phòng thí nghiệm Austin của Đại học Texas, tầng thứ hai của Falcon 9 đang tạo ra các lỗ hổng trong tầng điện ly. Khí thải từ tên lửa có thể loại bỏ điện tích khỏi các hạt điện ly để tạo ra một vùng trống.

Như một phần của hành trình hạ xuống, tầng thứ hai sẽ kích hoạt động cơ Merlin của nó khoảng một giờ rưỡi sau khi phóng. Khí thải của động cơ chủ yếu bao gồm hơi nước, carbon dioxide và carbon monoxide. Hummel giải thích với Spaceweather rằng do việc kích hoạt động cơ của tầng thứ hai của Falcon 9 diễn ra cao hơn trong tầng điện ly, nó tạo ra các lỗ hổng lớn do thiếu mật độ khí quyển tổng thể.

Mặc dù các nhà nghiên cứu không chắc chắn về tác động của những lỗ hổng này đối với thiên văn học, nhưng họ lo lắng rằng một khi SpaceX tăng cường nhịp độ phóng, chúng có thể trở nên phổ biến hơn bây giờ. Tuy nhiên, các nhà nghiên cứu khác lại rất phấn khích, vì việc phóng tên lửa cho phép họ quan sát chính xác sự khử ion của tầng điện ly.

Năm 2023 đã chứng kiến SpaceX lập kỷ lục mới về số lần phóng và chỉ còn một tháng nữa, công ty vẫn còn nhiều việc phải làm trước khi kết thúc ngày. Nó cũng đang phát triển tên lửa Starship ở Texas và nếu Starship đi vào hoạt động, thì nó sẽ bay với số lượng nhiều hơn so với Falcon 9 hiện tại. SpaceX cũng đã phải hứng chịu sự chỉ trích từ các nhà thiên văn học về việc các vệ tinh Starlink của họ cản trở bầu trời đêm và công ty đã phản hồi bằng cách giới thiệu các nâng cấp trên tàu vũ trụ để ngăn chặn bất kỳ sự phản chiếu nào.

Tác động của tên lửa Falcon 9 của SpaceX lên tầng điện ly là một vấn đề đáng lo ngại đối với các nhà thiên văn học. Tuy nhiên, SpaceX cho biết họ đang nghiên cứu các cách để giảm thiểu tác động của chúng.