'Bom nguyên tử' lửng lơ trên quỹ đạo

Trong thời Chiến tranh lạnh, các cường quốc lôi kéo nhau vào cuộc đua quyết liệt về vũ khí hạt nhân lẫn chinh phục vũ trụ và cơ quan hàng không vũ trụ nhiều nước ồ ạt phóng vệ tinh hoạt động bằng năng lượng hạt nhân vào quỹ đạo xung quanh trái đất.

Điều này cũng dễ hiểu vì những loại vật liệu phóng xạ như uranium-235 có thể cung cấp năng lượng cho một vệ tinh cỡ nhỏ trong hàng chục năm. Lúc đó, năng lượng hạt nhân được đánh giá đáng tin cậy hơn nhiều so với các dòng pin bình thường.

Tất nhiên là trong “cơn say” công nghệ hạt nhân và tham vọng chinh phục không gian thời thập niên 1960 - 1970, các quốc gia không mấy quan tâm đến rác phóng xạ.

Thế nhưng, sau những thảm họa hạt nhân như vụ rò rỉ phóng xạ Three Mile Island (1979, Mỹ) và vụ nổ Chernobyl (1986, Liên Xô), thế giới đã “giật mình” trước nguy cơ đến từ hạt nhân. Năm 1988, Liên Xô thực hiện cuộc phóng vệ tinh mang theo lò phản ứng hạt nhân, theo chuyên trang Space. Từ đó đến nay, tuy không còn vệ tinh hạt nhân nào được phóng lên quỹ đạo, nhưng mối đe dọa đến từ những vệ tinh không còn hoạt động vẫn treo lơ lửng trên đầu nhân loại.

Ngày 29.6.1961, vệ tinh đầu tiên trên thế giới sử dụng năng lượng phóng xạ mang tên Transit 4A đã rời bệ phóng trên tên lửa đẩy Thor-DM21 Able-Star. Theo Space, vệ tinh có hình giống như cái trống và nặng 80 kg là sản phẩm từ Phòng Thí nghiệm vật lý ứng dụng thuộc Đại học John Hopkins (Mỹ).

Ban đầu, cuộc phóng Transit 4A được xem là chuyến bay thử đầu tiên nhằm thử nghiệm khả năng sử dụng năng lượng hạt nhân được phát triển cho các tàu du hành vũ trụ. Sau đó, quyền sở hữu vệ tinh được chuyển giao cho Cục Vũ khí hạt nhân thuộc hải quân Mỹ, và Transit 4A được giao nhiệm vụ là một trong 4 vệ tinh định vị cho tàu chiến Mỹ. Cụ thể, vệ tinh này chuyên cập nhật thông tin cho hệ thống định vị quán tính trên đội tàu ngầm Polaris mang theo tên lửa lắp đầu đạn hạt nhân của hải quân.

Transit 4A được gắn lò phản ứng SNAP-3B7 sử dụng nhiên liệu plutonium-238 để sản sinh năng lượng qua máy phát nhiệt điện đồng vị phóng xạ. Nhờ quá trình chuyển hóa mang tên hiệu ứng Seebeck, nhiệt tỏa ra khi plutonium-238 phân hủy được chuyển hóa thành điện năng. Năm 1965, Mỹ tiếp tục phóng vệ tinh được gắn lò phản ứng uranium SNAP-10A lên quỹ đạo trái đất ở độ cao 925 km. Tuy nhiên, nó chỉ hoạt động được đúng 43 ngày trước khi ngưng phản hồi về trạm mặt đất và trôi nổi trên không gian từ đó đến nay.

Thật ra, mọi vệ tinh “chết” mang lò phản ứng hạt nhân đều nằm trên quỹ đạo cao hơn 692 km tính từ mặt đất. Trên lý thuyết, nếu chúng rơi ngược trở lại trái đất với vận tốc đúng theo tính toán thì phải mất hàng trăm, thậm chí hàng ngàn năm mới đến nơi. Khoảng thời gian này đủ để hầu hết các chất phóng xạ bên trong phân hủy hoàn toàn.

Tuy nhiên, nguy cơ lớn ở đây là va chạm với rác vũ trụ. Hiện nay trên quỹ đạo trái đất có hàng triệu mẩu rác trôi lơ lửng. Đa phần là mảnh vỡ của các vệ tinh bị phá hủy và phần tên lửa đẩy không còn hoạt động sau khi tách khỏi vệ tinh hay tàu thăm dò. Theo ước tính của Cơ quan Hàng không vũ trụ Mỹ (NASA), có trên 500.000 mẩu rác lớn hơn hòn bi, còn lớn hơn quả bóng tennis vào khoảng 22.000. Chúng di chuyển với tốc độ khoảng 28.163 km/giờ. Với vận tốc này thì hòn bi cũng có thể biến thành đạn đại bác, đủ làm nổ tung các vệ tinh hạt nhân, khiến chúng lao xuống trái đất và gây ra thảm họa phóng xạ.

Trong quá khứ cũng đã xảy ra một số sự cố nghiêm trọng liên quan đến vệ tinh hạt nhân. Theo trang Health Canada, vào ngày 24.1.1978, vệ tinh do thám chạy bằng năng lượng hạt nhân COSMOS 954 của Liên Xô rơi xuống vùng Northwest Territories của Canada rồi nổ tung.

Vụ nổ giải phóng khối lượng phóng xạ trên diện tích hơn 124.000 km2 ở miền bắc Canada, trải dài từ hồ Great Slave đến các tỉnh Alberta và Saskatchewan. Chính quyền Canada phải kêu gọi Mỹ hỗ trợ thực hiện chiến dịch dọn dẹp mang tên “Ánh sáng ban mai” và mất đến 8 tháng mới làm sạch được phần nào môi trường khu vực bị ảnh hưởng. Lúc đó, Moscow phải trả cho Ottawa 10 triệu USD để đền bù tổn thất.

Năm 1995, các nhà khoa học thuộc NASA phát hiện một đám mây chất lỏng làm nguội cấu tạo từ sodium và kali phóng xạ trên quỹ đạo trái đất, theo tờ The New York Times. Sau nỗ lực lần theo dấu vết suốt 5 năm, các chuyên gia Mỹ phát hiện đám mây này là kết quả của một vụ rò rỉ lò phản ứng hạt nhân từ vệ tinh Liên Xô trên quỹ đạo. Ước tính có khoảng 70.000 hạt phóng xạ với kích thước có thể nhìn thấy được bằng mắt thường và thêm hàng triệu hạt nhỏ hơn kết tụ thành đám mây. Dù không gây nguy hiểm cho con người, chúng đe dọa hủy hoại các vệ tinh xung quanh, kéo theo hiệu ứng nổ dây chuyền với hậu quả không thể lường trước. Thế là, giới hữu trách nhiều nước phải gấp rút tăng cường lá chắn bảo vệ cho phi thuyền và vệ tinh của mình.

Điều tra cho thấy “thủ phạm” vụ rò rỉ là vệ tinh COSMOS 1900. Có vẻ như một thứ gì đó đã đâm vào vệ tinh Liên Xô khiến lò phản ứng hạt nhân bị thủng, gây rò rỉ. Đến nay, đám mây dịch phóng xạ hiện vẫn trôi nổi trên quỹ đạo và các cơ quan không gian chẳng còn cách nào khác là phải tiếp tục nhẫn nại theo dõi.

Mặt khác, Space dẫn nhiều nguồn tin trong ngành tiết lộ NASA lẫn Cơ quan Không gian Nga (Roscosmos) đang tính kế hoạch khởi động lại các dự án chế tạo động cơ hạt nhân. Lần này họ muốn phát triển những rốc két siêu nhanh có thể một ngày nào đó đưa nhân loại đến sao Hỏa.

Trên thực tế, NASA đã chế tạo một số động cơ tên lửa hạt nhân trong giai đoạn 1955 - 1973 nhưng chương trình bị xếp xó do vấn đề ngân sách. Tuy nhiên, viễn cảnh không gian sớm muộn gì cũng trở thành môi trường cạnh tranh mới giữa các cường quốc đang dẫn đến sự hồi sinh những dự án có thể gây nguy hiểm cho nhân loại.

Hơn 30 “quả bom” trên quỹ đạo Theo báo cáo của Đại học Harvard (Mỹ), hiện vẫn có hơn 30 vệ tinh chạy năng lượng hạt nhân đang trôi nổi trên quỹ đạo quanh trái đất. Mỹ chỉ còn một vài chiếc, phần còn lại đều thuộc về Liên Xô. Những lò phản ứng này tương tự các lò phản ứng điện hạt nhân trên mặt đất. Trong đó, hầu hết sử dụng nguyên liệu uranium-235 trải qua phản ứng nhiệt hạch, nhân của nguyên tử tách đôi và phóng thích năng lượng. Đây là dạng năng lượng có thể chuyển thành điện năng để cung cấp cho các thiết bị của vệ tinh. Uranium-235 cũng là nguyên liệu cần thiết để chế tạo các loại vũ khí hạt nhân.