Các nhà nghiên cứu tại Đại học Surrey (Anh) đã phát triển một loại lớp phủ siêu đen dành cho vệ tinh có khả năng làm giảm đáng kể lượng ánh sáng phản xạ từ các vệ tinh trên quỹ đạo, qua đó góp phần hạn chế tình trạng ô nhiễm ánh sáng đang ngày càng ảnh hưởng đến hoạt động quan sát thiên văn.
Theo nhóm nghiên cứu, số lượng vệ tinh trên quỹ đạo đang tăng nhanh khiến bầu trời đêm xuất hiện ngày càng nhiều các vệt sáng do ánh sáng Mặt Trời phản xạ từ thân vệ tinh và các tấm pin Mặt Trời. Hiện tượng này không chỉ cản trở việc ngắm sao, nghiên cứu thiên văn và các cuộc khảo sát bầu trời, mà còn có nguy cơ tác động đến các hệ sinh thái tự nhiên.
Các chuyên gia ước tính khoảng 1,7 triệu vệ tinh sẽ được đưa lên quỹ đạo trong những năm tới, làm gia tăng đáng kể mức độ ô nhiễm ánh sáng nhân tạo trên bầu trời đêm.
Hiện có gần 20.000 vệ tinh đang hoạt động trên quỹ đạo Trái Đất thấp (LEO). Ánh sáng phản xạ từ chúng tạo ra các vệt sáng và chớp lóe có thể làm nhiễu hình ảnh của các kính thiên văn, đặc biệt đối với những chương trình khảo sát quy mô lớn như Khảo sát Di sản Không gian và Thời gian (LSST) do Đài quan sát Vera C. Rubin thực hiện.
Dự án LSST kéo dài 10 năm nhằm lập danh mục các thiên thể trong Hệ Mặt Trời, bao gồm các tiểu hành tinh gần Trái Đất, các vật thể trong vành đai tiểu hành tinh chính, đồng thời nghiên cứu những thiên thể có độ sáng thay đổi hoặc chuyển động nhanh. Tuy nhiên, sự gia tăng các vệt sáng từ vệ tinh đang khiến các mục tiêu này trở nên khó khăn hơn.
Trong nghiên cứu công bố trên tạp chí Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, nhóm tác giả đã đánh giá hiệu quả của Vantablack 310, một loại vật liệu siêu đen do công ty Surrey NanoSystems phát triển từ các nghiên cứu tại Đại học Surrey.
Nhóm nghiên cứu cho biết Vantablack 310 được thiết kế để hấp thụ gần như toàn bộ ánh sáng chiếu tới trên nhiều góc quan sát khác nhau, đồng thời đủ bền để hoạt động trong môi trường không gian.
Các thử nghiệm mô phỏng cho thấy lớp phủ này có thể làm giảm đáng kể độ sáng biểu kiến của vệ tinh, đưa mức phản xạ tiến gần đến giới hạn khuyến nghị của Liên minh Thiên văn Quốc tế (IAU). Kết quả cho thấy các lớp phủ siêu đen có thể trở thành giải pháp thực tế nhằm giảm tác động của các chòm vệ tinh đối với hoạt động thiên văn trong tương lai.
“Bầu trời đêm là một trong những cửa sổ lâu đời nhất giúp nhân loại nhìn vào vũ trụ, nhưng ngày càng khó nhìn thấy các thiên thể. Kết quả của chúng tôi cho thấy chỉ cần thay đổi vật liệu chế tạo cũng có thể tạo ra khác biệt đáng kể mà không cần thay đổi lớn trong thiết kế sứ mệnh,” bà Astha Chaturvedi, nghiên cứu sinh tại Đại học Surrey và là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết.
Đồng tác giả Noelia Noël, giảng viên cao cấp về vật lý thiên văn tại Đại học Surrey, nhận định không gian đang ngày càng trở nên đông đúc, gây ra những thách thức không chỉ đối với giới thiên văn học mà còn với tất cả những người mong muốn giữ gìn một bầu trời đêm nguyên vẹn.
Theo bà, điểm đáng khích lệ là nghiên cứu này không chỉ xác định vấn đề mà còn đưa ra một giải pháp thực tiễn dựa trên bằng chứng khoa học.
Nhóm nghiên cứu hiện chuẩn bị thử nghiệm lớp phủ này trong điều kiện thực tế thông qua CubeSat Jovian-1, một dự án vệ tinh do các trường Đại học Surrey, Portsmouth và Southampton phối hợp thực hiện.
Thử nghiệm sẽ đánh giá khả năng hoạt động của lớp phủ trong môi trường không gian cũng như kiểm tra xem sự thay đổi độ sáng của vệ tinh có thể được đo đạc từ mặt đất hay không.
Bà Chaturvedi dự kiến sẽ trình bày kết quả nghiên cứu tại Hội thảo Liên Hợp Quốc về Bầu trời Tối và Yên tĩnh năm 2026 tổ chức ở Vienna.
Theo nhóm nghiên cứu, công trình cho thấy cộng đồng thiên văn, các kỹ sư và doanh nghiệp có thể phối hợp để phát triển các giải pháp khả thi nhằm vừa hỗ trợ hoạt động không gian, vừa bảo vệ chất lượng bầu trời đêm.
Bầu trời sa mạc Úc cho thấy tình trạng ô nhiễm ánh sáng ngày càng gia tăng do các vệ tinh nhân tạo. Ảnh: Joshua Rozells
Quỹ đạo phơi sáng trong vòng một giờ của các vệ tinh đi qua bầu trời phía bắc sa mạc Atacama (Chile) vào tháng 10/2025. Ảnh: ESO
Khảo sát LSST của Đài quan sát Vera C. Rubin sẽ giúp các nhà khoa học lập danh mục các thiên thể trong Hệ Mặt Trời. Ảnh: Rubin Observatory
