Một cơn bão Mặt Trời lớn không nhất thiết phải trực tiếp phá hủy vệ tinh để gây ra khủng hoảng ngoài không gian. Nó chỉ cần làm gián đoạn hệ thống theo dõi, điều khiển và các thao tác né tránh va chạm — những yếu tố đang giúp môi trường vệ tinh đông đúc hiện nay vận hành an toàn.

Nguy cơ này ngày càng tăng khi quỹ đạo Trái Đất tầm thấp (Low Earth Orbit - LEO) trở nên chật kín bởi các “siêu chòm sao” vệ tinh (mega constellations) — những mạng lưới vệ tinh khổng lồ được phóng và thay thế liên tục với tốc độ cao. Các vệ tinh này phục vụ internet, liên lạc, quan trắc thời tiết, định vị và nhiều dịch vụ khác. Tuy nhiên, chúng cũng làm gia tăng mức độ ùn tắc trong khu vực quỹ đạo nơi các vật thể di chuyển với tốc độ khoảng 27.000 km/giờ.

Một bài báo khoa học mới do Sarah Thiele dẫn dắt — người bắt đầu nghiên cứu này khi còn là nghiên cứu sinh tiến sĩ tại Đại học British Columbia và hiện đang làm việc tại Princeton — đã cố gắng đo lường mức độ mong manh của hệ thống quỹ đạo hiện nay. Nghiên cứu giới thiệu một chỉ số mang tên CRASH Clock (Collision Realization And Significant Harm - Đồng hồ hiện thực hóa va chạm và thiệt hại nghiêm trọng), nhằm ước tính mất bao lâu để xảy ra một vụ va chạm lớn nếu vệ tinh không còn khả năng cơ động hoặc nếu các nhà vận hành mất khả năng nhận biết chính xác vị trí của các vật thể trên quỹ đạo.

Kết quả thật đáng báo động. Dựa trên dữ liệu danh mục vệ tinh tháng 6/2025, các nhà nghiên cứu tính toán rằng nếu các nhà vận hành mất khả năng gửi lệnh né tránh va chạm, một vụ va chạm thảm khốc có thể xảy ra chỉ sau khoảng 2,8 ngày. Một phiên bản mở rộng hơn của CRASH Clock — dựa trên toàn bộ các tương tác giữa các vật thể trong không gian — cho kết quả là 5,5 ngày. Trong khi đó, vào năm 2018, trước khi các siêu chòm sao vệ tinh bùng nổ mạnh mẽ, con số này là 164 ngày.

Bão Mặt Trời như một mối đe dọa mang tính hệ thống

Các vệ tinh ở quỹ đạo thấp không đơn giản là bay theo quỹ đạo cố định. Chúng phụ thuộc vào việc duy trì vị trí, cập nhật theo dõi và thực hiện các thao tác né tránh va chạm. Theo báo cáo bán niên gần nhất của SpaceX được trích dẫn trong nghiên cứu, các vệ tinh Starlink đã thực hiện tới 144.404 lần né tránh va chạm từ ngày 1/12/2024 đến 31/5/2025. Trung bình mỗi vệ tinh phải thực hiện 41 lần né tránh mỗi năm, tương đương toàn mạng Starlink có một thao tác né tránh diễn ra sau mỗi 1,8 phút.

Trong một cơn bão Mặt Trời lớn, hệ thống vốn được quản lý chặt chẽ này có thể trở nên khó kiểm soát hơn nhiều. Bão Mặt Trời làm nóng tầng khí quyển trên cao của Trái Đất, khiến nó giãn nở. Điều đó làm tăng lực cản lên vệ tinh, kéo chúng lệch khỏi quỹ đạo dự đoán, buộc các nhà vận hành phải tiêu tốn nhiên liệu để duy trì độ cao, đồng thời khiến việc dự báo quỹ đạo trở nên kém chính xác hơn.

“Cơn bão Gannon” tháng 5/2024 cho thấy mức độ gián đoạn nghiêm trọng của hiện tượng này. Gần một nửa số vệ tinh đang hoạt động ở quỹ đạo thấp đã phải cơ động do lực cản khí quyển tăng mạnh. Nghiên cứu cho biết việc tái định vị diện rộng kết hợp với lực cản khó dự đoán đã khiến công tác đánh giá nguy cơ va chạm trong và sau cơn bão trở nên khó khăn hơn rất nhiều.

Mối nguy càng lớn nếu cơn bão đồng thời làm gián đoạn hệ thống định vị, liên lạc hoặc điều khiển mặt đất. Khi đó, vệ tinh sẽ khó được theo dõi hơn đúng vào lúc chúng cũng mất khả năng phản ứng hiệu quả.

Vì sao chỉ một vụ va chạm cũng là vấn đề lớn?

“Hội chứng Kessler” là kịch bản nổi tiếng nhất của loại thảm họa này, trong đó các vụ va chạm dây chuyền tạo ra lượng lớn mảnh vỡ không gian, khiến việc phóng và vận hành tàu vũ trụ trở nên cực kỳ nguy hiểm. Tuy nhiên, kịch bản mất kiểm soát hoàn toàn như vậy có thể mất nhiều năm hoặc nhiều thập kỷ mới diễn ra đầy đủ.

Để nhấn mạnh mối nguy trước mắt hơn nhiều, các nhà nghiên cứu đã đưa ra chỉ số mới mang tên CRASH Clock, nhằm ước tính tốc độ mà một vụ va chạm lớn tạo ra mảnh vỡ có thể xảy ra nếu hệ thống điều khiển và phối hợp vệ tinh bị gián đoạn.

Chỉ một cú va chạm tốc độ cao cũng có thể để lại hậu quả lâu dài. Một vụ va chạm giữa các vật thể lớn có thể tạo ra hàng nghìn mảnh vỡ, và mỗi mảnh lại trở thành một mối nguy mới. Môi trường mảnh vỡ không gian ngày nay vẫn còn chịu ảnh hưởng từ vụ thử vũ khí chống vệ tinh của Trung Quốc năm 2007 với vệ tinh Fengyun-1C và vụ va chạm năm 2009 giữa Iridium 33 và Kosmos 2251.

Nghiên cứu mới cho thấy những khu vực có mật độ vệ tinh cao nhất hiện nay đang trở nên đặc biệt đáng lo ngại. “Lớp vỏ” chính của Starlink ở độ cao khoảng 550 km đạt mật độ cao gấp hơn 10 lần so với đỉnh mật độ mảnh vỡ được theo dõi ở độ cao khoảng 800 km.

Sai số cho phép đang ngày càng thu hẹp

Các nhà nghiên cứu ước tính rằng trên toàn bộ quỹ đạo Trái Đất tầm thấp, các lần tiếp cận trong phạm vi dưới 1 km xảy ra sau mỗi 36 giây. Các lần tiếp cận có ít nhất một vệ tinh tham gia xảy ra khoảng mỗi 41 giây, còn các lần tiếp cận giữa Starlink và một vật thể không gian khác diễn ra khoảng mỗi 47 giây.

Một lần tiếp cận gần chưa đồng nghĩa với va chạm. Các nhà vận hành phải cân nhắc khoảng cách, độ bất định, kích thước vật thể và xác suất va chạm trước khi quyết định di chuyển vệ tinh. Tuy nhiên, tần suất dày đặc của những lần tiếp cận này cho thấy quỹ đạo hiện nay phụ thuộc mạnh mẽ đến mức nào vào hệ thống điều khiển nhanh, chính xác và đồng bộ.

Những cơn bão Mặt Trời lớn là hiện tượng hiếm gặp, nhưng không phải giả thuyết viễn tưởng. Cơn bão Gannon tháng 5/2024 là cơn bão địa từ mạnh nhất trong nhiều thập kỷ. Theo nghiên cứu, Sự kiện Carrington tháng 9/1859 thậm chí còn mạnh gấp đôi, với hai cơn bão lớn liên tiếp chỉ trong vài ngày.

Nếu một cơn bão cấp độ Carrington xảy ra ngày nay, nó sẽ tấn công một thế giới phụ thuộc nặng nề vào vệ tinh cho liên lạc, đồng bộ thời gian, quan sát Trái Đất, dự báo thời tiết, hoạt động quân sự, ứng phó thiên tai, tài chính và định vị. Nó cũng sẽ xảy ra trong một môi trường quỹ đạo đông đúc hơn rất nhiều so với chỉ một thập kỷ trước.

Ngoài nguy cơ va chạm, các siêu chòm sao vệ tinh còn góp phần làm gia tăng mảnh vỡ không gian, nguy cơ tái xâm nhập khí quyển, gây nhiễu hoạt động thiên văn và ô nhiễm tầng khí quyển.

Nghiên cứu không kêu gọi loại bỏ vệ tinh, nhưng nhấn mạnh một điểm yếu nghiêm trọng: quỹ đạo Trái Đất tầm thấp hiện phụ thuộc vào sự kiểm soát liên tục và cực kỳ chính xác. Nếu sự kiểm soát đó bị gián đoạn, khoảng thời gian để ngăn chặn một vụ va chạm lớn có thể chỉ còn tính bằng vài ngày.