Bài viết phân tích kế hoạch của Reflect Orbital sử dụng gương mặt kính siêu lớn trên vệ tinh để chiếu ánh sáng Mặt Trời xuống các trang trại năng lượng mặt trời sau hoàng hôn. Tác giả đánh giá kỹ thuật phản chiếu, số lượng vệ tinh cần thiết và tác động của ô nhiễm ánh sáng đối với thiên văn học.
Điểm nổi bật:
- Kỹ thuật phản chiếu ánh sáng mặt trời từ vệ tinh không thể tập trung ánh sáng hẹp do góc mở của Mặt Trời.
- Để đạt 20% công suất ban ngày, cần hàng nghìn vệ tinh 54m, bay liên tục vài phút mỗi lần.
- Ứng dụng thực tế có nguy cơ cao gây ô nhiễm ánh sáng nghiêm trọng, ảnh hưởng đến thiên văn và sinh vật.
- Thử nghiệm với khinh khí cầu cho thấy kết quả khả quan quy mô nhỏ, nhưng không mở rộng lên quỹ đạo.
- Khả năng triển khai một đàn 250.000 vệ tinh chiếu sáng đêm khó khả thi về mặt kỹ thuật và kinh tế.
Có thể tạo ánh sáng mặt trời theo yêu cầu từ quỹ đạo?
Một nhóm vệ tinh phản chiếu ánh sáng sẽ khiến các nhà thiên văn lo ngại. Khác với vệ tinh chỉ phản chiếu ánh sáng khiến ô nhiễm ánh sáng không chủ đích, Reflect Orbital của Mỹ muốn tạo ô nhiễm ánh sáng theo thiết kế.
Công ty hứa hẹn tạo “ánh sáng mặt trời theo yêu cầu” bằng gương khổng lồ để giúp các trang trại năng lượng mặt trời vận hành sau hoàng hôn. Họ sẽ thử nghiệm với vệ tinh Earendil-1 rộng 18m dự kiến phóng năm 2026, sau đó là khoảng 4.000 vệ tinh lên quỹ đạo vào năm 2030.
Vậy ô nhiễm ánh sáng thực sự tồi tệ ra sao? Và liệu Reflect Orbital có thể vận hành như quảng cáo?
Phản xạ ánh sáng mặt trời
Ánh sáng mặt trời có thể được phản chiếu từ mặt kính đồng hồ để tạo vệt sáng. Tuy nhiên trên quỹ đạo 625km, gương 54m rộng của vệ tinh sẽ phản xạ ánh sáng trải ra góc nửa độ do kích thước góc của Mặt Trời. Vệt sáng đổ xuống mặt đất sẽ rộng ít nhất 7km, với cường độ yếu hơn 15.000 lần so với ánh sáng trưa nhưng vẫn sáng hơn trăng tròn.
Thử nghiệm khinh khí cầu
Năm ngoái, Reflect Orbital dùng gương 2,5m gắn trên khinh khí cầu, đo được 516W/m² ở 242m — tương đương hơn một nửa so với 1.000W/m² của ánh sáng mặt trời trực tiếp. Nhưng để tái tạo điều này từ quỹ đạo, gương phải rộng 6,5km², không thực tế.
Kế hoạch của Reflect Orbital
Họ đặt mục tiêu chỉ 200W/m² (20% ánh sáng trưa) bằng cách triển khai đơn giản hàng nghìn vệ tinh. Nhưng vệ tinh bay 7,5km/s, chỉ chiếu sáng một khu vực 3,5 phút. Để giữ chiếu một giờ, cần thêm hàng nghìn vệ tinh nữa. Thậm chí đề xuất 250.000 vệ tinh vẫn chỉ chiếu 20% ánh sáng trưa cho 80 vị trí cùng lúc, và thực tế còn ít hơn do mây che.
Vệ tinh chỉ có thể phản xạ khi nằm trên vùng rìa ngày–đêm, Reflect Orbital đề xuất quỹ đạo sun-synchronous để duy trì ánh sáng mặt trời liên tục.
Ô nhiễm ánh sáng và hệ quả
Các tấm phản quang Mylar có thể triển khai trong quỹ đạo. Với kế hoạch này, dù chỉ vệ tinh thử nghiệm hoạt động, bầu trời buổi tối sẽ xuất hiện những chùm sáng rực rỡ hơn trăng tròn, đe dọa quan sát thiên văn và có thể gây tổn thương mắt.
Tên lửa giá rẻ giúp triển khai đàn vệ tinh. Nhưng thực tế, biện pháp này không kinh tế và sẽ gây ô nhiễm ánh sáng nghiêm trọng, ảnh hưởng đến nhịp sinh học động vật và khả năng quan sát bầu trời.
Kết luận
Dự án của Reflect Orbital chắc chắn là đáng theo dõi, nhưng hiệu quả và tính khả thi còn bỏ ngỏ. Nguy cơ ô nhiễm ánh sáng và tác động tới thiên văn học khiến kế hoạch này rất khó được chấp nhận rộng rãi.
