Vụ nổ của Starship gây ô nhiễm bầu khí quyển thế nào?

Vụ nổ Starship của SpaceX hồi giữa tháng 1 có thể tạo ra 45,5 tấn kim loại oxit và 40 tấn nitơ oxit trong bầu khí quyển, theo các nhà khoa học.

Các mảnh vỡ của tàu vũ trụ từ IFT-7 rơi xuống bầu trời. Ảnh: Dean Olson

Trong chuyến bay thử nghiệm lần thứ 7 hôm 16/1, tầng trên thuộc hệ thống phóng Starship của SpaceX - tên lửa mạnh nhất từng được chế tạo, vỡ thành nhiều mảnh vài phút sau khi cất cánh từ Nam Texas.

Vụ nổ không theo kế hoạch này xảy ra ở độ cao khoảng 90 dặm (146 km) và nặng khoảng 85 tấn khi không có nhiên liệu, đã làm rơi các mảnh kim loại nóng bỏng khắp vùng Caribe.

Theo nhà nghiên cứu hóa học khí quyển Connor Barker từ Đại học College London, vụ nổ này có thể đã tạo ra 45,5 tấn kim loại oxit và 40 tấn nitơ oxit trong bầu khí quyển. Đặc biệt, nitơ oxit có tiềm năng gây hại cho tầng ozone bảo vệ Trái Đất.

Barker, người đã công bố một bản kê khai về phát thải và chất ô nhiễm từ các vụ tái nhập vệ tinh trên tạp chí Nature, đã chia sẻ ước tính này trên hồ sơ LinkedIn của mình ngay sau sự cố. Tuy nhiên, ông nhấn mạnh rằng đây chỉ là con số sơ bộ và không phải là tính toán chính xác về tác động môi trường của vụ việc.

Các nhà khoa học cũng chưa biết chắc chắn mức độ ô nhiễm mà sự cố Starship gây ra ở tầng khí quyển cao hơn. Ví dụ, họ chưa rõ bao nhiêu khối lượng của megarocket đã cháy hết và bao nhiêu phần rơi xuống Trái Đất.

Theo McDowell, nhiều tấn vật liệu có thể đã rơi xuống biển. May mắn thay, tầng trên của Starship được làm từ thép không gỉ thay vì nhôm như các vệ tinh và các giai đoạn trên của nhiều tên lửa khác, bao gồm Falcon 9 của SpaceX. Việc đốt cháy nhôm ở nhiệt độ cao trong quá trình tái nhập vệ tinh tạo ra nhôm oxit, hay alumina - một chất bột trắng có khả năng gây hại cho tầng ozone và thay đổi tính phản xạ của bầu khí quyển trái đất.

Trong những năm gần đây, số lượng vệ tinh quay quanh Trái Đất và các vụ tái nhập khí quyển tăng nhanh chóng. Do đó, lượng alumina được giải phóng vào tầng trung lưu và tầng bình lưu - các lớp khí quyển vốn rất sạch - đang gia tăng mạnh mẽ. Ô nhiễm không khí ở tầng trung lưu và tầng bình lưu khiến các nhà khoa học lo ngại vì độ cao nơi nó xảy ra khiến chất ô nhiễm tồn tại trong không khí rất lâu.

Các nhà khoa học cho rằng lượng alumina từ các vệ tinh bị cháy đã tiến gần đến mức do sự tan rã khí quyển tự nhiên của các thiên thạch hoặc thiên thạch nhỏ gây ra, vốn chỉ chứa lượng nhỏ nhôm. Lượng nitơ oxit sản sinh trong quá trình tái nhập cũng gần bằng mức do các thiên thạch tự nhiên gây ra.

Nitơ oxit phát sinh khi các mảnh vỡ thiên thạch hoặc mảnh vỡ không gian di chuyển với tốc độ siêu âm nén không khí xung quanh khi rơi xuống Trái Đất. Các nguyên tử nitơ nóng lên và phản ứng với oxy, tạo thành các oxit có hại.

Với sự gia tăng dự kiến trong việc phóng tên lửa và mở rộng các đội vệ tinh cùng với tần suất tái nhập gia tăng, nồng độ các khí và hạt gây hại này có thể nhanh chóng tăng lên. Chất ô nhiễm này có thể cản trở sự phục hồi của tầng ozone của hành tinh, làm trầm trọng thêm thiệt hại do các chất làm suy giảm ozone đã sử dụng trong bình xịt và tủ lạnh trước đây. Ô nhiễm không khí từ vệ tinh bị cháy cũng có thể thay đổi lượng nhiệt mà bầu khí quyển trái đất giữ lại, dẫn đến hậu quả nghiêm trọng cho khí hậu hành tinh.

Starship là hệ thống phóng đang dần chứng minh tham vọng đưa con người tới sao Hỏa lần đầu tiên của giám đốc điều hành SpaceX Elon Musk. Đây là tên lửa cao nhất (120 m) và mạnh nhất từng được chế tạo, có khả năng tạo ra lực đẩy gần 8.000 tấn khi phóng.

Đây là hệ thống phóng bao gồm tầng đẩy Super Heavy và tàu vũ trụ Starship ở bên trên. Tên lửa đẩy nằm ở tầng đầu tiên và tàu vũ trụ chở người và hàng hóa nằm ở tầng thứ hai. Nhiệm vụ của tên lửa là đưa tàu Starship tới một điểm trên quỹ đạo, sau đó tàu Starship sẽ bay tiếp bằng động cơ của nó trong khi tên lửa quay trở lại Trái Đất. Cả hai bộ phận đều có thể tái sử dụng.

Hệ thống phóng Starship đã thử nghiệm 7 lần, trong đó có hai lần bắt tầng đẩy bằng "đũa gắp" robot. Trong năm 2025, SpaceX đã xin tăng số lần phóng Starship được phép từ Starbase lên 25 lần. Hiện Cục Hàng không Liên bang Mỹ (FAA) đã sơ bộ chấp thuận. Trước đó đã phóng 6 lần (hai lần năm 2023 và 4 lần năm 2024).

Minh Thư (Theo Space)