Một nghiên cứu mới của các nhà khoa học tại Trung tâm Nghiên cứu Ames (NASA), hiện được công bố dưới dạng bản thảo trên arXiv, cho thấy 73,3% số ảnh do kính thiên văn không gian SPHEREx ghi nhận từ tháng 5 đến tháng 9 năm ngoái chứa ít nhất một vệt sáng vệ tinh nhân tạo. Các nhà nghiên cứu cảnh báo tình trạng này sẽ còn nghiêm trọng hơn trong những năm tới.
SPHEREx (Thiết bị quang phổ và quang kế nghiên cứu lịch sử vũ trụ, thời kỳ tái ion hóa và các loại băng vũ trụ) được thiết kế để lập bản đồ toàn bộ bầu trời ở dải cận hồng ngoại. Để thực hiện nhiệm vụ đó, kính phải sử dụng thời gian phơi sáng dài và quan sát những vùng trời rất rộng trong mỗi lần chụp — điều khiến nó đặc biệt dễ bị ảnh hưởng bởi các vệ tinh đang bay trên quỹ đạo.
Ô nhiễm ánh sáng từ vệ tinh từ lâu được xem là vấn đề của các kính thiên văn mặt đất. Tuy nhiên, nghiên cứu mới cho thấy ngay cả SPHEREx, đang hoạt động ở độ cao khoảng 700 km so với Trái Đất, cũng không tránh khỏi tác động này. Trung bình mỗi lần phơi sáng của kính ghi nhận 2,18 vệt vệ tinh. Các vệt này thường tập trung thành hình chữ X, phản ánh quỹ đạo của những chòm vệ tinh khổng lồ đang ngày càng dày đặc quanh Trái Đất.
Vấn đề càng trở nên phức tạp khi các vệt sáng không chỉ xuất hiện trong ảnh mà còn làm ảnh hưởng đến hệ thống xử lý dữ liệu của kính. SPHEREx được trang bị thuật toán tự động nhằm phát hiện và loại bỏ các tín hiệu bất thường do tia vũ trụ gây ra. Khi một điểm ảnh nhận được luồng năng lượng đột ngột, hệ thống sẽ ngừng thu thập dữ liệu tại điểm đó để tránh bão hòa tín hiệu.
Tuy nhiên, nhiều vệ tinh thương mại hiện nay đã sáng đến mức chúng kích hoạt cơ chế bảo vệ này giống như một tia vũ trụ thực thụ. Kết quả là ảnh thu được xuất hiện những dấu vết mà nhóm nghiên cứu gọi là các “đường ray xe lửa”: phần sáng nhất của vệt vệ tinh bị loại bỏ nhưng hai đường song song hai bên vẫn in hằn trong dữ liệu khoa học. Điều đó khiến các nhà thiên văn mất hoàn toàn thông tin về những vật thể nằm phía dưới các vệt sáng này.
SPHEREx không phải trường hợp duy nhất. Một nghiên cứu trước đó do nhà thiên văn học Sandor Kruk thuộc Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) dẫn đầu cho thấy tỷ lệ ảnh của Kính thiên văn Không gian Hubble bị vệ tinh cắt ngang đã tăng từ 2,8% vào đầu những năm 2000 lên 5,9% vào năm 2021. Dù trường quan sát của Hubble nhỏ hơn nhiều so với SPHEREx, kết quả này cho thấy tác động của các chòm vệ tinh đang lan rộng tới cả những đài quan sát không gian quan trọng nhất của nhân loại.
Các nhà vận hành vệ tinh đã thử nhiều biện pháp giảm độ sáng, từ lớp phủ tối màu đến các tấm chắn chuyên dụng. Tuy nhiên, những hệ thống thế hệ mới như vệ tinh kết nối trực tiếp với điện thoại di động hay các trung tâm dữ liệu AI trên quỹ đạo có kích thước lớn gấp bốn lần các vệ tinh hiện nay. Điều này làm giảm đáng kể hiệu quả của các giải pháp giảm phản xạ và khiến chúng trở thành những vật thể sáng nổi bật trên bầu trời đêm.
Theo các nhà nghiên cứu, thách thức lớn nhất vẫn nằm ở quy mô phát triển của ngành công nghiệp vệ tinh. Các hồ sơ đang được trình lên Ủy ban Truyền thông Liên bang Mỹ (FCC) đề xuất cấp phép cho tới 2 triệu vệ tinh hoạt động ở quỹ đạo Trái Đất tầm thấp, trong khi hiện nay mới chỉ có khoảng 20.000 vệ tinh đang hoạt động.
Nếu những kế hoạch này được phê duyệt và triển khai, mô phỏng của nhóm nghiên cứu cho thấy 100% ảnh của SPHEREx sẽ bị ảnh hưởng bởi ít nhất một vệt vệ tinh, so với mức khoảng 73% hiện nay. Thậm chí, mỗi bức ảnh có thể chứa trung bình tới 189 vệt sáng.
Đối với các đài quan sát thiên văn trên mặt đất cũng như trong không gian, đây là viễn cảnh đáng báo động. Nhiều nhà khoa học đã cảnh báo về nguy cơ này trong nhiều năm qua, song các nỗ lực xây dựng một khuôn khổ quốc tế nhằm hạn chế tác động của các chòm vệ tinh vẫn chưa đạt được nhiều tiến triển. Nhóm nghiên cứu hy vọng những kết quả mới sẽ tạo thêm sức ép để các cơ quan quản lý và doanh nghiệp sớm tìm ra giải pháp cho vấn đề đang ngày càng nghiêm trọng này.
Các vệt sáng từ vệ tinh Starlink xuất hiện trong ảnh chụp tại Đài quan sát Liên Mỹ Cerro Tololo. Nguồn: CTIO
