Vụ phóng sứ mệnh Artemis II của Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ (NASA) hồi tháng 4-2026 gây xáo trộn đáng kể tầng điện ly của Trái Đất, có thể dẫn đến sai số định vị GPS cục bộ trong thời gian ngắn, theo một nghiên cứu mới.
Nhóm nghiên cứu thuộc Đại học Quốc gia Cheng Kung (Đài Loan) phân tích dữ liệu từ mạng lưới các trạm thu tín hiệu GPS độ chính xác cao đặt cố định trên mặt đất. Những trạm này được các tổ chức khoa học Mỹ sử dụng để đo những dịch chuyển rất nhỏ của các mảng kiến tạo, phục vụ nghiên cứu động đất.
Bằng cách đo thời gian tín hiệu GPS truyền từ vệ tinh xuống các trạm mặt đất, nhóm nghiên cứu tái dựng sự thay đổi mật độ electron tự do trong tầng điện ly khi tên lửa Hệ thống Phóng Không gian (SLS) đưa Artemis II lên quỹ đạo. Tầng điện ly là lớp khí quyển mang điện tích, nằm ở độ cao trên 50 km so với mặt đất.
Kết quả cho thấy những xáo trộn do sức mạnh của vụ phóng Artemis II gây ra lớn hơn các tác động từng được ghi nhận từ những vụ phóng tên lửa trước đó. Mức độ nhiễu loạn có thể mạnh gấp 10 lần so với những gì quan sát được sau các chuyến bay thử nghiệm của Starship, tên lửa do SpaceX phát triển có lực đẩy khi cất cánh mạnh gấp đôi SLS.
Artemis II đánh dấu lần đầu tiên sau hơn 50 năm con người trở lại khu vực lân cận Mặt Trăng. NASA kỳ vọng sứ mệnh này mở đường cho các chuyến đổ bộ lên bề mặt Mặt Trăng và xa hơn là thiết lập sự hiện diện lâu dài của con người tại đây.
Trong quá trình phóng, các trạm GPS trên mặt đất ghi nhận mật độ electron trong tầng điện ly thay đổi, tạo ra sai số định vị tương đương vài mét. Charles Lin, giáo sư khoa học Trái Đất tại Đại học Quốc gia Cheng Kung và đồng tác giả nghiên cứu, cảnh báo mức sai lệch này có thể khiến xe tự lái đi chệch lộ trình, thậm chí gây va chạm giao thông.
“Chỉ cần sai số định vị vài mét cũng đủ khiến một chiếc xe tự lái chuyển làn. Hiện tượng này có thể ảnh hưởng đáng kể không chỉ đến xe tự lái mà còn cả khả năng định vị của máy bay không người lái,” ông Lin nói với Space.com.
Các thiết bị thu GPS xác định vị trí trên bề mặt Trái Đất bằng cách đo khoảng cách đến ít nhất bốn vệ tinh khác nhau. Khi mật độ electron tự do trong tầng khí quyển phía trên thay đổi, chẳng hạn do bão Mặt Trời hoặc tên lửa bay qua, tín hiệu vệ tinh có thể truyền đến mặt đất nhanh hơn hoặc chậm hơn bình thường, dẫn đến sai số trong phép đo khoảng cách và xác định vị trí.
Các vệ tinh thuộc hệ thống GPS của Mỹ và những mạng lưới định vị vệ tinh toàn cầu khác hoạt động ở độ cao khoảng 20.200 km, vượt xa giới hạn trên của tầng điện ly. Tuy nhiên, tín hiệu định vị, dẫn đường và đồng bộ thời gian từ các vệ tinh này vẫn phải đi xuyên qua lớp khí quyển biến động trước khi đến được mặt đất.
Bão Mặt Trời mạnh có thể làm gián đoạn tín hiệu GPS trong nhiều ngày do giải phóng các hạt mang điện và truyền năng lượng vào khí quyển. Trong khi đó, tác động từ vụ phóng tên lửa thường ngắn hơn nhiều, xuất phát từ quá trình thân tên lửa bay với tốc độ siêu thanh xuyên qua các lớp không khí ở độ cao lớn.
Khi tên lửa bay lên, sóng xung kích hình thành phía sau có thể tạo ra những vùng suy giảm mật độ electron trong tầng điện ly, giống như đục thủng một lỗ trên lớp khí quyển này.
Sau vụ phóng Artemis II, các nhà nghiên cứu phát hiện hai vùng nhiễu loạn như vậy. Một vùng hình thành do tầng lõi SLS dài khoảng 65 m để lại, vùng còn lại xuất hiện sau hai lần đốt động cơ của tầng trên tên lửa. Cả hai vùng kéo dài từ bờ đông sang bờ tây lục địa Bắc Mỹ, tạo thành những dải nhiễu loạn khổng lồ dài khoảng 5.000 km.
Dù tầng lõi SLS có sức đẩy rất lớn, những xáo trộn do hai lần đốt động cơ ở tầng trên gây ra bên trong tầng điện ly lại rõ rệt hơn nhiều. Hai lần đốt động cơ này diễn ra ở độ cao khoảng 185 km, hơn một giờ sau khi tên lửa cất cánh. Các thao tác giúp tàu Orion thoát khỏi lực hấp dẫn của Trái Đất và bắt đầu hành trình hướng tới Mặt Trăng.
“Việc phóng tên lửa từ mặt đất lên không gian có thể tạo ra tác động tương tự, nhưng chúng tôi chưa từng quan sát thấy kiểu nhiễu loạn này do thao tác điều chỉnh quỹ đạo trong một sứ mệnh liên hành tinh,” ông Lin nói. “Trong tương lai, khi ngày càng có nhiều sứ mệnh hướng tới Mặt Trăng và Sao Hỏa, những tác động này đối với môi trường không gian sẽ trở nên đáng kể hơn.”
Nghiên cứu được công bố dưới dạng bản thảo chưa qua bình duyệt trên kho lưu trữ trực tuyến của tạp chí Geophysical Research Letters.
Các động cơ đẩy nhiên liệu rắn của tên lửa SLS khai hỏa trong vụ phóng sứ mệnh Artemis II ngày 1-4-2026 tại Trung tâm Vũ trụ Kennedy, bang Florida, Mỹ. Ảnh: NASA
