Du lịch vũ trụ có thể có tác động lớn đối với khí hậu

Du lịch vũ trụ có thể có những hệ quả nghiêm trọng đối với khí hậu của trái đất. Các chương trình mô phỏng mới trên máy tính cho biết bụi bặm do các tên lửa phát ra có thể làm tăng nhiệt độ tại các địa cực, làm giảm đáng kể sự che phủ băng ở đó.

Trong vài năm sắp tới, các công ti du lịch vũ trụ hi vọng bắt đầu cho hành khách bay đều đặn trên những chuyến bay vũ trụ bán quỹ đạo. Nay Martin Ross thuộc Tập đoàn Hàng không ở Los Angeles, California, và các đồng sự vừa thực hiện những mô phỏng chi tiết đầu tiên của các tác động của các chuyến bay đó lên khí hậu của trái đất.

Họ giả định tốc độ bay là 1000 chuyến bán quỹ đạo mỗi năm, đó là con số đã đưa vào trong kế hoạch kinh doanh du lịch vũ trụ bán quỹ đạo vào năm 2020, và ước tính sự phát thải từ một động cơ cao su đốt kiểu động cơ đã được lên kế hoạch cho phi thuyền SpaceShipTwo của hãng Virgin Galactic.

Các nhà nghiên cứu nhận thấy tác động của bụi hóng, tức phần nhiên liệu cháy không hết, sẽ vượt quá sự phát thải carbon dioxide từ các vụ phóng. Bụi hóng hấp thụ ánh sáng mặt trời một cách đều đặn, làm ấm bầu khí quyển nơi chúng tập trung nhiều.

Đánh giá sự rủi ro. (Ảnh: SPL)

Phía trên thời tiết

1000 chuyến bay mỗi năm sẽ phóng thích chừng 600 tấn bụi hóng, hay carbon đen – ít hơn lượng phát thải từ máy bay và các nguồn bay khác ngày nay. Nhưng bụi hóng máy bay xuất hiện ở những cao độ đủ thấp cho mưa quét sạch chúng khỏi khí quyển chỉ trong vài ngày hoặc vài tuần. Các tên lửa giải phóng chất thải ở những cao độ gấp ba lần – trong tầng bình lưu, cách mực nước biển hơn 40 km. Ở nơi nằm cao hơn thời tiết đó, bụi hóng có thể phân tán trong thời gian lên tới 10 năm.

Để nghiên cứu các tác động của sự phát thải carbon đen, đội của Ross đã sử dụng một mô phỏng 3D của khí hậu Trái đất. Họ giả định rằng toàn bộ carbon đen được thải ra phía trên bầu trời Spaceport America, một trung tâm du lịch vũ trụ hiện đang xây dựng ở New Mexico, Mĩ.

Các nhà nghiên cứu nhận thấy carbon đen làm cho nhiệt độ tăng lên ở các địa cực bắc và nam. Độ tăng vào khoảng 0,2^oC trong đa phần thời gian của năm đó, nhưng đạt cực đại ở khoảng 1^oC vào mỗi mùa đông của bán cầu. Sự ấm lên đó làm băng biển tại mỗi địa cực tan chảy, đặc biệt ở Nam Cực, nơi diện tích bao phủ bởi băng co lại đến 18% vào mùa hè.

Liên quan với tầng ozone

Thành viên đội nghiên cứu Michael Mills thuộc Trung tâm Quốc gia Nghiên cứu Khí quyển ở Boulder, Colorado, Mĩ, cho biết đội của ông vẫn đang dốc sức tìm hiểu xem chính xác nguyên nhân vì sao sự phát thải carbon đen lại gây ra sự ấm lên ở các địa cực.

Nhưng bụi hóng sẽ làm ấm không khí trong tầng bình lưu, và điều này củng cố thêm các dòng đối lưu mang không khí từ xích đạo đến các địa cực.

Điều đó sẽ làm giảm lượng ozone phía trên vùng nhiệt đới và tăng lượng ozone phía trên các địa cực – một hiệu ứng đã được nhìn thấy trong mô phỏng. Sự tăng lượng ozone địa cực như thế là nguyên nhân làm cho vùng cực ấm lên, Mills nói, điều ngược lại đã được quan sát thấy trên Trái đất – địa cực lạnh đi cùng với sự giảm lượng ozone phía trên Nam Cực. Mối liên hệ đó có khả năng là do cách thức ozone tương tác với bức xạ, mặc dù các nhà nghiên cứu vẫn đang cố gắng tìm hiểu cơ chế chính xác.

“Đó không phải là một bức tranh đẹp cho Bắc Cực hay Nam Cực”, phát biểu của Charles Zender thuộc trường đại học California, Irvine, ông nói nghiên cứu mới trên “được thực hiện rất thận trọng”.

Dự đoán sơ bộ

Mills thừa nhận rằng vẫn có sự sai số trong các kết quả của nghiên cứu trên. Ông đặc biệt lưu ý rằng đội nghiên cứu còn thiếu dữ liệu về lượng carbon đen do các tên lửa du lịch vũ trụ phát thải trong mỗi chuyến bay. Đội khoa học đã giả định rằng động cơ cao su đốt của hãng Virgin Galactic phát ra 60 gram carbon đen trên mỗi kilogram nhiên liệu đã đốt cháy.

Tuy nhiên, đội khoa học không có quyền truy xuất các phép đo sự phát thải carbon đen từ các động cơ của hãng Virgin Galactic, hay của các công ti du lịch vũ trụ khác; trong khi các công ti dự tính đốt các loại nhiên liệu khác, thí dụ như dầu lửa.

Các động cơ tên lửa đốt dầu lửa không dùng trong du lịch vũ trụ phát ra 20 đến 40 gram carbon đen trên mỗi kilogram. Cao su thì cháy kém sạch hơn, nhưng không rõ là bao nhiêu – 60 gram chỉ là dự đoán thôi.

Jeff Greason, CEO của hãng XCOR Aerospace, trụ sở ở Mojave, California, công ti hiện đang phát triển một tên lửa du lịch bán quỹ đạo tên gọi là Lynx, cho biết các động cơ của công ti ông phát ra ít lượng carbon chưa cháy hơn nhiều so với các tên lửa trước đây, thí dụ như các tên lửa dùng để phóng các sứ mệnh mặt trăng Apollo. “Chúng tôi đốt nhiên liệu với hiệu suất rất cao trong buồng đốt”, ông nói.

Nguồn: New Scientist