Một nhóm nhà khoa học vừa đưa ra một ý tưởng táo bạo nhằm bảo vệ Trái Đất trước những cơn bão Mặt Trời nguy hiểm: triển khai một "túi khí" khổng lồ trong không gian để làm suy yếu các dòng hạt mang năng lượng cao trước khi chúng tấn công hành tinh của chúng ta.

Giải pháp mang tên StormWall được công bố trên tạp chí khoa học Space Weather và được ví như một lớp "kem chống nắng" dành cho Trái Đất. Dù nghe giống một kịch bản trong phim khoa học viễn tưởng, các mô phỏng ban đầu cho thấy hệ thống này có thể làm giảm đáng kể sức mạnh của những cơn bão địa từ, qua đó hạn chế thiệt hại lên tới hàng nghìn tỷ USD đối với hạ tầng công nghệ toàn cầu.

Brian Walsh, nhà vật lý plasma và chuyên gia thời tiết không gian tại Đại học Boston, đồng thời là tác giả chính của nghiên cứu, cho biết nếu dự án được xây dựng và triển khai thành công, nó sẽ mang lại lợi ích cho toàn bộ nhân loại.

Vì sao Trái Đất cần một "lá chắn" trước bão Mặt Trời?

Ý tưởng StormWall xuất hiện trong bối cảnh Mặt Trời đang bước vào giai đoạn cực đại của chu kỳ hoạt động kéo dài khoảng 11 năm. Đây là thời điểm các vụ phun trào năng lượng trên bề mặt Mặt Trời diễn ra với tần suất và cường độ cao nhất, kéo theo số lượng bão địa từ tăng mạnh.

Giả thuyết gây chấn động: Trái Đất sống sót khi Mặt Trời tới ‘ngày tận thế’?

Những cơn bão này bắt nguồn từ các vụ bùng phát Mặt Trời, giải phóng những đám mây plasma khổng lồ gọi là phóng khối vành nhật hoa (Coronal Mass Ejection - CME). Khi các CME lao về phía Trái Đất, chúng va chạm với từ quyển, gây ra hàng loạt hiện tượng thời tiết không gian.

Ở mức độ nhẹ, chúng tạo nên những màn cực quang rực rỡ như Bắc Cực quang từng xuất hiện ngoạn mục vào năm 2024. Tuy nhiên, trong những trường hợp mạnh hơn, bão Mặt Trời có thể gây mất liên lạc vô tuyến, làm gián đoạn hệ thống định vị GPS, phá hỏng vệ tinh, ảnh hưởng đến lưới điện và đe dọa an toàn của các phi hành gia ngoài không gian.

Theo các nhà khoa học, trung bình khoảng một thế kỷ sẽ xuất hiện một siêu bão Mặt Trời đủ mạnh để làm tê liệt Internet toàn cầu, vô hiệu hóa phần lớn các vệ tinh đang hoạt động và gây thiệt hại chưa từng có cho nền kinh tế thế giới.

StormWall hoạt động như một "túi khí" bảo vệ Trái Đất

Để đối phó với kịch bản đó, nhóm nghiên cứu đề xuất triển khai sáu vệ tinh có kích thước tương đương một chiếc xe buýt lên quỹ đạo cách Trái Đất khoảng 36.000km.

Khi phát hiện một CME đang lao tới, các vệ tinh sẽ đồng loạt phóng ra các loại khí phản ứng như natri, bari, canxi cùng một số hợp chất khác dọc theo rìa từ quyển của Trái Đất. Các chất này tạo thành một lớp plasma nhân tạo khổng lồ, đóng vai trò như bức tường chắn, làm lệch hướng hoặc làm suy yếu các hạt tích điện từ Mặt Trời trước khi chúng xâm nhập vào môi trường không gian quanh Trái Đất.

Phát hiện điều kỳ lạ bao phủ ‘hành tinh hồng’, hé lộ bí mật hơn một thập kỷ

Đồng tác giả nghiên cứu Daniel Welling, nhà vật lý không gian tại Đại học Michigan, ví cơ chế hoạt động của StormWall giống như việc lắp đặt một "túi khí" cho từ quyển của Trái Đất. Thay vì ngăn chặn hoàn toàn bão Mặt Trời, hệ thống này hấp thụ và giảm bớt lực tác động, giúp hạn chế đáng kể mức độ phá hủy.

Để đánh giá hiệu quả của ý tưởng, nhóm nghiên cứu đã mô phỏng cách StormWall sẽ hoạt động nếu được triển khai trong cơn bão Mặt Trời dữ dội xảy ra vào tháng 5/2024 – sự kiện địa từ mạnh nhất trong hơn hai thập kỷ.

Kết quả cho thấy hệ thống có khả năng giảm tới 84% tác động của cơn bão đối với từ trường Trái Đất.

Theo Brian Walsh, khi áp dụng các mô hình vật lý tiên tiến, ý tưởng này hoàn toàn có cơ sở khoa học. Ông cho rằng từ trước đến nay, con người luôn nghĩ Mặt Trời quá lớn và không gian quá rộng nên chỉ có thể chấp nhận mọi tác động từ thiên nhiên. Tuy nhiên, nghiên cứu mới chứng minh rằng con người hoàn toàn có thể chủ động can thiệp để giảm bớt ảnh hưởng của các hiện tượng thời tiết không gian.

Một điểm đáng chú ý khác là lượng khí cần sử dụng để giảm một nửa cường độ của bão Mặt Trời chỉ tương đương khoảng một phần triệu khối lượng của một CME thông thường. Điều này cho thấy StormWall có thể tạo ra hiệu quả rất lớn dù sử dụng lượng vật chất tương đối nhỏ.

Chi phí khổng lồ nhưng có thể đáng giá

Dù đầy triển vọng, StormWall vẫn đối mặt với nhiều thách thức trước khi có thể trở thành hiện thực.

Trở ngại lớn nhất là chi phí. Sáu vệ tinh của dự án sẽ nằm trong nhóm những tàu vũ trụ nặng nhất từng được phóng lên quỹ đạo, kéo theo chi phí chế tạo, vận chuyển và vận hành lên tới hàng tỷ USD.

NASA hé lộ nơi lý tưởng xây căn cứ tiếp nhiên liệu liên hành tinh

Không chỉ vậy, sau mỗi lần phóng toàn bộ lượng khí dự trữ để đối phó với một cơn bão Mặt Trời lớn, các vệ tinh gần như sẽ hoàn thành nhiệm vụ và phải được thay thế, khiến tổng chi phí của chương trình tiếp tục gia tăng.

Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu cho rằng khoản đầu tư này hoàn toàn hợp lý nếu so với những thiệt hại mà một siêu bão Mặt Trời có thể gây ra. Theo các ước tính hiện nay, một sự kiện cực đoan chỉ xuất hiện khoảng một lần trong 100 năm có thể khiến kinh tế toàn cầu thiệt hại tới 3.400 tỷ USD do mất điện diện rộng, gián đoạn viễn thông, hỏng vệ tinh và đình trệ các hoạt động tài chính.

David Sibeck, Trưởng bộ phận Vật lý Mặt Trời của Trung tâm Bay Không gian Goddard thuộc NASA, cũng bày tỏ sự ủng hộ đối với ý tưởng này. Ông cho rằng nếu biết chắc một cơn siêu bão Mặt Trời sắp xảy ra và có nguy cơ đánh sập các hệ thống điện trên quy mô lớn, ông chắc chắn sẽ muốn sở hữu một lá chắn như StormWall.

(Theo NY Post, Space)