โซลูชันพลาสม่าช่วยปูทางไปสู่การทำความสะอาด "หลุมขยะ" ในอวกาศ

(แดน ตรี) - เศษซากดาวเทียมรอบโลกมีจำนวนเพิ่มมากขึ้น ส่งผลให้ความเสี่ยงต่อภัยคุกคามต่อความปลอดภัยต่อนักบินอวกาศ ยานอวกาศ และอาจส่งผลกระทบต่อกิจกรรมต่างๆ บนโลกด้วย

เมื่อ ISS ต้องหลีกเลี่ยงขยะอวกาศถึงสองครั้งในเวลาไม่ถึงสัปดาห์ ถึงเวลาแล้วที่ต้องตระหนักว่าจะต้องทำอย่างไรกับเศษซากเหล่านี้ (ภาพประกอบ: NASA)

การสำรวจอวกาศของมนุษย์แม้จะมีความสำเร็จมากมายแต่กลับสร้างปัญหาที่ร้ายแรง นั่นก็คือ ขยะอวกาศ

สถานการณ์ดังกล่าวน่าตกใจอย่างยิ่งในปี 2024 เมื่อสำนักงานอวกาศยุโรป (ESA) รายงานว่ามีเศษซากขนาดใหญ่ประมาณ 40,000 ชิ้น และเศษซากขนาดเล็กหลายแสนชิ้นลอยอยู่ในวงโคจรรอบโลก

เศษซากทุกชิ้น ไม่ว่าจะเล็กหรือใหญ่ ล้วนมีความเสี่ยงสูงที่จะชนกัน ตัวอย่างที่เห็นได้ชัดคือเหตุการณ์ในปี 2021 ที่ดาวเทียม ทหาร จีนระเบิดหลังจากชนกับเศษซากที่ไม่สามารถควบคุมได้

เศษซากเหล่านี้ไม่เพียงแต่เป็นภัยคุกคามต่อยานอวกาศและนักบินอวกาศเท่านั้น แต่ยังเป็นความเสี่ยงต่อดาวเทียมสำคัญที่สนับสนุนกิจกรรมสำคัญต่างๆ บนโลกอีกด้วย สิ่งที่น่ากังวลคือขณะนี้เรายังไม่มีแผนที่ชัดเจนในการรับมือกับปัญหาเหล่านี้

สถานการณ์ที่น่าตกใจและความท้าทาย

โดยทั่วไป เศษซากในอวกาศจะโคจรรอบโลกเป็นเวลาหลายปีก่อนที่จะกลับเข้าสู่ชั้นบรรยากาศและเผาไหม้ เวลาที่เศษซากจะตกลงมาขึ้นอยู่กับระดับความสูง วัตถุที่อยู่สูงกว่าเกณฑ์การกลับเข้ามามากกว่า 1,000 กิโลเมตรสามารถโคจรรอบโลกได้นานหลายศตวรรษ

การแพร่กระจายของเศษซากทำให้เที่ยวบินในวงโคจรต่ำของโลกต้องพิจารณาถึงความเป็นไปได้ที่จะเกิดการชนกัน และสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) จำเป็นต้องทำการบินหลบเลี่ยงเศษซากอยู่เป็นประจำ

การกำจัดเศษซากออกจากอวกาศโดยไม่ปล่อยให้หลุดออกจากวงโคจรโดยธรรมชาติมักต้องอาศัยการสัมผัสโดยตรง ซึ่งเพิ่มความเสี่ยงต่อการชนและความเสียหายต่ออุปกรณ์ราคาแพง และอาจเป็นอันตรายต่อมนุษย์ได้หากมีการแทรกแซงโดยตรง

โซลูชันล้ำสมัยจากเทคโนโลยีพลาสม่า

ศาสตราจารย์คาซูโนริ ทาคาฮาชิ จากบัณฑิตวิทยาลัยวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยโทโฮกุ ประเทศญี่ปุ่น ได้เสนอวิธีแก้ปัญหาที่มีแนวโน้มดี นั่นคือการใช้ระบบขับเคลื่อนด้วยพลาสมา เขาเชื่อว่าระบบขับเคลื่อนด้วยพลาสมาอาจเป็นคำตอบสำหรับปัญหาขยะอวกาศ

ระบบนี้อาศัยดาวเทียมที่ติดตั้งเครื่องขับดันพลาสมา ดาวเทียมจะพ่นพลาสมาใส่เศษซากที่ลอยผ่าน แรงที่เกิดจากพลาสมาจะชะลอความเร็วของเศษซาก ผลักเศษซากออกจากวงโคจรได้เร็วขึ้น ทำให้กระบวนการเก็บรวบรวมจากหลายปีหรือหลายศตวรรษเหลือเพียงไม่กี่นาที

ความท้าทายสำคัญประการหนึ่งของการขับเคลื่อนด้วยพลาสมาคือไอพ่นสามารถผลักดาวเทียมออกไป ทำให้ประสิทธิภาพลดลง เพื่อแก้ไขปัญหานี้ ศาสตราจารย์ทาคาฮาชิจึงได้พัฒนาเครื่องขับดันแบบ “พลาสมาสองทิศทาง” ที่ออกแบบมาเพื่อพ่นพลาสมาในสองทิศทาง เพื่อชดเชยแรงขับดันและรักษาตำแหน่งของดาวเทียมไว้

การทดสอบในสภาพแวดล้อมสุญญากาศที่จำลองสภาพอวกาศได้พิสูจน์ให้เห็นถึงประสิทธิภาพของการออกแบบนี้ และยังสามารถเร่งกระบวนการออกจากวงโคจรได้อีกด้วย

แม้ว่าอุปกรณ์ดังกล่าวจะยังไม่พร้อมสำหรับการใช้งานจริง แต่ความสำเร็จนี้ถือเป็นก้าวสำคัญในการ "พัฒนาระบบขับเคลื่อนที่สามารถกำจัดเศษซากในอวกาศได้อย่างปลอดภัยและมีประสิทธิภาพ"

โซลูชันแบบไร้สัมผัสนี้สัญญาว่าจะเปิดยุคใหม่ในการปกป้องสภาพแวดล้อมในอวกาศ และทำให้มั่นใจได้ว่ากิจกรรม การสำรวจ และการใช้ประโยชน์ในอวกาศในอนาคตจะปลอดภัยและยั่งยืน

ที่มา: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/giai-phap-plasma-mo-duong-don-sach-bai-rac-vu-tru-20251021012829366.htm