Hành trình Khoa học, Không gian và Thời gian!
Lão hóa các vệ tinh và các mảnh vỡ không gian tập trung vào quỹ đạo Trái đất thấp và phóng các vệ tinh mới làm tăng nguy cơ va chạm. Theo một nghiên cứu mới, cách hiệu quả nhất để giải quyết vấn đề rác vũ trụ là không bắt các mảnh vỡ hoặc vệ tinh cũ: đó là một thỏa thuận quốc tế để tính phí sử dụng quỹ đạo của các nhà khai thác ‘cho mọi vệ tinh đưa vào quỹ đạo.
Không gian ngày càng đông đúc. Lão hóa các vệ tinh và các mảnh vỡ không gian tập trung vào quỹ đạo Trái đất thấp và phóng các vệ tinh mới làm tăng nguy cơ va chạm. Theo một nghiên cứu mới, cách hiệu quả nhất để giải quyết vấn đề rác vũ trụ là không bắt các mảnh vỡ hoặc các vệ tinh cũ: đó là một thỏa thuận quốc tế để tính phí cho các nhà khai thác “phí sử dụng quỹ đạo” cho mọi vệ tinh đưa vào quỹ đạo.
Chuyên gia kinh tế Matthew Burgess, đồng nghiệp của CIRES và đồng tác giả của bài báo mới cho biết, phí sử dụng quỹ đạo cũng sẽ làm tăng giá trị lâu dài của ngành công nghiệp vũ trụ. Bằng cách giảm rủi ro va chạm vệ tinh và mảnh vỡ trong tương lai, một khoản phí hàng năm tăng lên khoảng $ 235.000 mỗi vệ tinh sẽ tăng gấp bốn lần giá trị của ngành vệ tinh vào năm 2040, ông và các đồng nghiệp đã kết luận trong một bài báo được công bố hôm nay trong Kỷ yếu của Viện hàn lâm Khoa học Quốc gia (Proceedings of the National Academy of Sciences).
“Không gian là một tài nguyên chung, nhưng các công ty không hạch toán chi phí mà các vệ tinh của họ áp đặt cho các nhà khai thác khác khi họ quyết định có phóng hay không”, Burgess, cũng là giáo sư trợ lý nghiên cứu môi trường và là giảng viên trực thuộc Kinh tế tại Đại học Colorado Boulder. “Chúng tôi cần một chính sách cho phép các nhà khai thác vệ tinh trực tiếp tính đến chi phí mà các lần phóng của họ áp đặt cho các nhà khai thác khác.”
Hiện tại, ước tính 20.000 vật thể – bao gồm các vệ tinh và mảnh vụn vũ trụ – đang tập trung quỹ đạo Trái đất thấp. Đây là Bi kịch mới nhất của Commons, các nhà nghiên cứu cho biết: Mỗi nhà khai thác phóng càng nhiều vệ tinh cho đến khi rủi ro va chạm riêng của họ bằng với giá trị của vệ tinh quay quanh.
Cho đến nay, Akhil Rao, trợ lý giáo sư kinh tế tại Middlebury College và tác giả chính của bài báo cho biết các giải pháp được đề xuất chủ yếu là công nghệ hoặc quản lý. Sửa chữa công nghệ bao gồm loại bỏ các mảnh vụn không gian khỏi quỹ đạo bằng lưới, máy móc hoặc laser. Khử nhiễu một vệ tinh vào cuối cuộc đời của nó là một sửa chữa quản lý.
Cuối cùng, các giải pháp kỹ thuật hoặc quản lý như thế này sẽ không giải quyết được vấn đề mảnh vỡ vì chúng không thay đổi các ưu đãi cho các nhà khai thác. Ví dụ, việc loại bỏ các mảnh vụn không gian có thể thúc đẩy các nhà khai thác phóng thêm nhiều vệ tinh – làm đông hơn quỹ đạo Trái đất thấp, tăng nguy cơ va chạm và tăng chi phí. Đây là một vấn đề khuyến khích nhiều hơn một vấn đề kỹ thuật. Chìa khóa nào là nhận được các ưu đãi đúng đắn.
Rao và các đồng nghiệp đã tìm thấy một cách tiếp cận tốt hơn cho vấn đề mảnh vỡ không gian, là thực hiện một khoản phí sử dụng quỹ đạo – một khoản thuế đối với các vệ tinh quay quanh. Điều đó không giống như một khoản phí phóng. Bản thân phí phóng không thể khiến các nhà khai thác hủy bỏ vệ tinh của họ khi cần thiết, và đó không phải là phóng mà là vệ tinh quay quanh gây ra thiệt hại.
Phí sử dụng quỹ đạo có thể là phí thẳng hoặc giấy phép có thể giao dịch và chúng cũng có thể là quỹ đạo cụ thể, vì các vệ tinh trong các quỹ đạo khác nhau tạo ra rủi ro va chạm khác nhau. Quan trọng nhất, phí cho mỗi vệ tinh sẽ được tính để phản ánh chi phí cho ngành công nghiệp đưa một vệ tinh khác vào quỹ đạo, bao gồm chi phí hiện tại và tương lai của rủi ro va chạm và sản xuất mảnh vỡ không gian – các nhà khai thác chi phí hiện không phải là yếu tố của họ ra mắt. “Trong mô hình của chúng tôi, điều quan trọng là các nhà khai thác vệ tinh đang phải trả chi phí cho rủi ro va chạm đối với các nhà khai thác khác”, Daniel Kaffine, giáo sư kinh tế và RASEI Fellow tại Đại học Colorado Boulder và đồng tác giả của bài báo giải thích.
Và những khoản phí đó sẽ tăng theo thời gian, để tính giá trị gia tăng của quỹ đạo sạch hơn. Trong mô hình của các nhà nghiên cứu, mức phí tối ưu sẽ tăng với tốc độ 14% mỗi năm, đạt khoảng 235.000 USD mỗi năm vào năm 2040.
Đối với phương pháp thu phí sử dụng quỹ đạo để hoạt động, các nhà nghiên cứu nhận thấy, tất cả các quốc gia phóng vệ tinh sẽ cần tham gia – đó là khoảng một chục vệ tinh phóng trên phương tiện phóng của chính họ và hơn 30 vệ tinh riêng. Ngoài ra, mỗi quốc gia sẽ cần tính phí như nhau cho mỗi đơn vị rủi ro va chạm cho mỗi vệ tinh đi vào quỹ đạo, mặc dù mỗi quốc gia có thể thu tiền riêng. Các quốc gia sử dụng các phương pháp tương tự đã có trong thuế carbon và quản lý nghề cá.
Trong nghiên cứu này, Rao và các đồng nghiệp đã so sánh phí sử dụng quỹ đạo với doanh nghiệp như thường lệ (nghĩa là truy cập mở vào không gian) và các bản sửa lỗi công nghệ như loại bỏ các mảnh vụn không gian. Họ phát hiện ra rằng phí sử dụng quỹ đạo buộc các nhà khai thác phải cân nhắc trực tiếp giá trị trọn đời dự kiến của các vệ tinh của họ so với chi phí cho ngành công nghiệp đưa một vệ tinh khác vào quỹ đạo và tạo thêm rủi ro. Trong các kịch bản khác, các nhà khai thác vẫn có động lực để chạy đua vào không gian, hy vọng sẽ rút được một số giá trị trước khi nó trở nên quá đông đúc.
Các nhà nghiên cứu nhận thấy, với các khoản phí sử dụng quỹ đạo, giá trị lâu dài của ngành vệ tinh sẽ tăng từ khoảng 600 tỷ đô la theo kịch bản thông thường như kinh doanh lên khoảng 3 nghìn tỷ đô la. Sự gia tăng giá trị đến từ việc giảm va chạm và chi phí liên quan đến va chạm, chẳng hạn như phóng các vệ tinh thay thế.
Phí sử dụng quỹ đạo cũng có thể giúp các nhà khai thác vệ tinh vượt qua vấn đề rác không gian. Trong các lĩnh vực khác, giải quyết Bi kịch của Commons thường là một trò chơi bắt kịp với chi phí xã hội đáng kể. Nhưng ngành công nghiệp vũ trụ tương đối trẻ có thể tránh những chi phí này trước khi chúng leo thang.
CIRES là sự hợp tác của NOAA và Đại học Colorado Boulder.
Nguồn truyện:
Tài liệu được cung cấp bởi Đại học Colorado tại Boulder . Lưu ý: Nội dung có thể được chỉnh sửa cho kiểu dáng và độ dài.
Tạp chí tham khảo :