>
        NewYork Paris Hà Nội Khách thứ : Phoenix Ancient Art

NIỀM TIN TƯƠNG LAI

     

Từ Columbia Đến Discovery, Từ Mặt Trăng Đến Hoả Tinh

Trục trặc kỹ thuật của tàu con thoi Discovery đã làm người ta nghi ngờ tham vọng chinh phục Hoả Tinh đã được đề cập trong mấy năm gần đây. Chuyến bay vỏn vẹn mấy trăm cây số ra ngoài bầu khí quyển mà đã rắc rối, tốn kém và đầy bất trắc như vậy thì nói gì là chuyến bay tới hành tinh xa hơn năm chục triệu cây số ? Nó sẽ còn rắc rối, tốn kém và ẩn tàng biết bao nhiêu là hiểm nguy ?

Trước hết, hãy nói đến rắc rối của tàu con thoi Discovery.

Từ Columbia đến Discovery

Ngày 01-02-2003, khi trở về từ quỹ đạo ngoài không gian, tàu con thoi Columbia của NASA đã gặp nạn: một miếng giáp cách nhiệt bằng trang giấy A4 đã bị bong ra nên tàu cùng bảy phi hành gia bên trong biến thành tro bụi.

Chúng ta biết là các khối đá vũ trụ khi bay trong không gian thì không sao, nhưng khi rơi vào trái đất thì sẽ bốc cháy và nổ tung: chúng đã nóng lên do dự cọ sát với khí quyển. Với các phi thuyền thì tình trạng còn nguy hiểm hơn nhiều: khi nhiệt độ bên ngoài thân tàu có thể nóng trên 1200 độ C -- sắt nóng chảy ở 780 độ C -- mà không được cách nhiệt một cách hoàn hảo thì cái gì sẽ diễn ra khi bên trong chứa đầy nhiên liệu? Ngoài nhiên liệu, bên trong phi thuyền còn có cơ man những thiết bị điện toán, truyền tin v.v... Trong trường hợp nhẹ, khoang nhiên liệu bốc cháy và nổ tung thì nhiệt độ cao đó sẽ khiến các thiết bị điện toán và điện tử trên trở thành bất khiển dụng, do đó tàu sẽ bị lạc hướng.

Bởi vậy, toàn bộ thân tàu không những được chế bằng những hợp kim chịu nhiệt mà còn được bọc những miếng cách nhiệt chế bằng một loại sứ đặc biệt có khả năng chịu nhiệt rất cao. Chúng được bọc quanh thân tàu như những viên gạch và được dán chặt bằng một loại keo đặc biệt, có độ kết dính và khả năng chịu nhiệt cao, giữa chúng là những miếng kẹp cũng có khả năng tương tự. Khi lớp vỏ bọc này bị một thay đổi nhỏ thì khả năng chịu nhiệt sẽ thay đổi và do đó tai hoạ sẽ ập đến. Bởi vậy, từ khi tàu Columbia nổ tung trên bầu trời Texas, NASA đã cho ngưng tất cả các chuyến bay để tìm biện pháp chế ngự.

Mãi cho đến ngày 26-07-2005 vừa qua, sau mấy lần hoãn chuyến bay, NASA lại cho phóng tàu Discovery với sứ mạng đưa 15 tấn hàng tiếp tế cho Trạm không gian quốc tế (ISS). Thế nhưng chỉ mới 2 phút sau khi phóng thì NASa đã nhận ra trục trặc và từ đó đến nay lâm vào tình trạng đứng ngồi không yên.

Ngay sau khi phóng, các camera gắn trên thân tàu Discovery đã truyền về trung tâm chỉ huy hình ảnh một mảnh vỡ có độ dài khoảng 40 mm bắn ra từ phần dưới bụng thân tàu: đây chính là một mảnh của lớp áo giáp cách nhiệt bọc ngoài thân tàu. Chính tình trạng bung ra của tấm ốp cách nhiệt này đã làm nổ tung tàu Columbia vào năm 2003.

Liệu khi trở về thì Discovery có trở thành một Columbia thứ hai không? Với trục trặc mới này, NASA đã quyết định ngưng tất cả các chuyến bay của Discovery sắp tới và thì tập trung sức lực cùng trí tuệ vào việc cứu con tàu này :

Theo ghi nhận của camera thì trước đó thì ngay khi vừa rời bệ phóng, tàu Discovery đã va vào một con chim ở đầu mũi thùng nhiên liệu gắn bên ngoài. Chúng ta cũng biết là khi di chuyển với tốc độ nhanh, một va chạm nhẹ cũng gây nên một lực tác động rất lớn: phải chăng hai sự kiện này có liên hệ với nhau ?

Điều làm NASA lo lắng hơn là hai miếng kẹp giữa các tấm ốp cách nhiệt ở phần bụng gần mũi tàu Discovery đã bị 'vều ra'. Tưởng tượng các tấm ốp như những viên gạch lát nền thì miếng kẹp này trong giống vỉa hồ giữa các viên gạch, tuy mỏng nhưng rộng và sâu, cỡ gần bằng trang giấy A4. Theo các chuyên viên cơ khí của NASA thì tình trạng này diễn ra do chấn động của tàu khi phóng chứ không phải là do ảnh hưởng của miếng ốp bị bung.

Trong khi đó thì các chuyên viên khí động học cho rằng tình trạng này có thể gây xáo trộn đối với dòng khí dưới bụng tàu làm nhiệt đột của thân tàu tăng lên từ 10 đến 15% : rất là nguy hiểm.

Thợ sửa chữa ngoài không gian

Dù sao thì Discovery cũng đến đích và ráp nối an toàn với trạm không gian ISS. Vấn đề là khi ra ngoài thì không khí càng loãng đi, mức độ cọ xát càng nhẹ, còn khi trở về thì có ai bảo đảm rằng mọi sự vẫn an toàn?

Bởi thế mấy ngày qua NASA đã tập trung toàn bộ trí tuệ và tinh lực của mình vào chỗ bị vều ra nho nhỏ này và đây sẽ là lần đầu tiên trong 24 năm lịch sử bay của tàu vũ trụ Mỹ, các phi hành gia của NASA bắt tay vào việc sửa chữa phi thuyền ở ngoài không gian.

Thứ Bảy tuần qua họ bắt tay vào việc thực tập và thứ Tư vừa qua mới thực sự bắt tay vào việc. Hôm thứ Bảy phi hành gia gốc Nhật Soichi Noguchi và phi hành gia Mỹ Steve Robinson cùng 'tản bộ' ra ngoài không gian với túi đồ nghề lỉnh kỉnh để 'diễn tập': sử dụng chất chống nhiệt NOAX : một loại sứ đặc biệt , để hàn vào trong những khe hở của một bộ phận mẫu của cánh đã đem ra từ phi thuyền. Mục đích của việc này là để các chuyên viên của NASA có thể thẩm định sự khác nhau của miếng hàng làm mẩu này, và mẩu hàn trên cánh phi thuyền sau khi nó trở về an toàn, dự kiến vào ngày 08 tháng 08 tới đây.

Sau chuyến 'diễn tập' hôm thứ Bảy, đến hôm thứ Tư phi hành gia Stephen Robinson mới thật sự bắt tay vào việc: gỡ bỏ hai mảnh kẹp bị vều giữa các tấm ốp cách nhiệt ở phần bụng gần mũi tàu Discovery và hàn lại. Để tiến hành việc này, Robison đuợc 'cánh tay máy' Canadarm dài 17,4 mét của trạm ISS -- trông như cần cẩu của các chuyên viên quay phim -- đưa vào vị trí thao tác, Toàn bộ công việc này sẽ được các phi hành gia trên trạm ISS và các nhà kiểm soát tại trung tâm chỉ huy của NASA theo dõi và hương dẫn. Sở dĩ NASA phải cẩn thận như thế này vì nếu thao tác không cẩn thận, Robinson có thể làm hỏng thêm vỏ tàu, và do đó sẽ khiến nguy cơ tai nạn càng cao hơn.

Trước mắt, NASA cho biết việc sửa chữa đã diễn ra thành công, đúng theo dự định.

NASA và RKA : lại chạy đua ?

Trong khi NASA đang đánh vật với những trục trặc của tàu Discovery thì cacù giới chức lãnh đạo cơ quan không gian Nga (RKA) hí hửng bày tỏ niềm tự hào về sự đáng tin cậy phi thuyền Soyuz.

Theo họ thì kể từ khi ba phi hành gia Nga thiệt mạng khi trở về Trái Đất năm 1971 đến nay, các phi thuyền Nga vẫn tỏ ra an toàn; trong khi đó thì chỉ trong vòng 20 năm qua Mỹ đã mất tới 14 phi hành gia. Đồng thời, trong suốt thời gian Mỹ ngưng chương trình con thoi kể từ tai nạn của tàu Columbia vào ngày 01-02-2002, phi thuyền Soyuz của Nga đã trở thành phương tiện liên lạc duy nhất từ mặt đất với trạm ISS.

Các giới chức RKA cũng không ngớt tự hào về hiệu quả hoạt động của mình: năm nay họ chỉ được cấp kinh phí 638 triệu USD, thật là chả thấm vào đâu so với ngân sách 16,5 tỉ USD của NASA trong năm nay.

Khi NASA cho biết sẽ tạm hoãn các chương trình bay của tàu con thoi trong tương lai thì các giới cao cấp của RKA lại lên tiếng đề nghị: nếu cần, họ có thể chế tạo thêm một số tàu Soyuz để lên trạm ISS di tản các phi hành gia 'nếu Discovery không thể trở về mặt đất. Nhưng nói đến việc chạy đua giữa NASA và RKA, có lẽ phải hướng đến Mặt Trăng và Hoả Tinh.

Mặt Trăng và Hoả Tinh

Trục trặc trên của tàu Dicovery khiến NASA quyết định ngưng tất cả các chuyến bay của tàu con thoi, thế nhưng dù sao thì đây cũng chỉ là một sự đình hoãn tạm thời: dù chuyến trở về của Discovery thành công hay thất bại thì trước sau gì NASA sẽ tái tục các chuyến bay. Lẽ đơn giản là nếu NASA không phóng phi thuyền, nó sẽ không còn là NASA nữa. Mà nếu nước Mỹ không có NASA, nước Mỹ sẽ khó mà giữ vị trí siêu cường độc tôn của mình.

Ngày 02-08-2005, tờ Orlando Sentinel phát hành ở Mỹ cho biết NASA dự định đưa 4 phi hành gia lên Mặt Trăng vào năm 2018 như là bước đầu trong dự án chinh phục Hỏa Tinh. NASA dự kiến sẽ công bố rộng rãi tài liệu này vào tháng tới.

Theo kế hoạch này thì NASA sẽ xây dựng một 'tiền trạm' trên Mặt Trăng: tại đây họ sẽ xây dựng nhà kho tàng trữ vật liệu, xây một nhà máy điện và tiến hàng việc tìm kiếm nhiên liệu và nước tại chỗ để phục vụ cho các chuyến thám hiểm sao Hỏa kéo dài khoảng 500 ngày. Tờ báo cho biết NASA đã ước tính rằng chi phí của dự án không gian trong vòng 20 năm tới sẽ lên tới khoảng 217 tỉ USD. Đồng thời, NASA dự tính tới năm 2009 sẽ cho đội tàu con thoi hiện tại vào... viện bảo tàng và thay bằng loại phi thuyền mới an toàn hơn.

Trên thực tế thì chỉ ba tháng sau khi tàu con thoi Columbia nổ tung, NASA đã đề ra dự án Prometheus trị giá 3 tỷ USD, kéo dài trong vòng 5 năm nhằm vượt qua các nhược điểm của tàu con thoi: hướng đến việc chế tạo các khoang chở hàng nhẹ hơn cũng như chế tạo các động cơ hoả tiễn mạnh hơn bao gồm động cơ mới hơn và nhiêu liệu có hiệu suất cao hơn.

Trước mắt, dự án này sẽ cho ra mắt hai phi thuyền tự động: một phi thuyền chạy bằng nhiên liệu đồng vị phóng xạ, dự tính sẽ thám hiểm Hỏa tinh vào năm 2009; một phi thuyền chạy bằng điện nguyên tử, dự tính sẽ phóng lên Mộc tinh vào năm 2011. NASA cũng phát triển hệ thống hoả tiễn gọi là Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket (VASIMIR) sử dụng nhiên liệu hydrogen lỏng và thử nghiệm trên phi thuyền Bekuu mà theo tính toán thì sẽ có khả năng đưa phi hành đoàn lên Hỏa tinh trong vòng 90 ngày. Dù sao thì phải đợi đến năm 2008 hay 2009 thì mới có thể xác định được kết quả của dự án này, và nếu khả quan thì cũng phải đợi tới năm 2015 thì tàu mới có thể bay được. Thế nhưng để lên Hoả Tinh thì NASA phải vượt qua những trở ngại nào?

Đường lên Hoả Tinh

Đường lên Hoả Tinh thật là không thênh thang bằng phẳng chút nào, thể hiện qua những trở ngại về khoảng cánh, sức khoẻ, môi trường và yếu tố tâm lý v.v..

1. Khoảng cách và thời gian :

Năm 1969 tàu Apollo phải bay mất 3 ngày mới vượt qua khoảng cách 384.403 cây số giữa trái đất với Mặt Trăng. Trong khi đó thì để đến Hoả Tinh thì phải vượt qua một khoảng cách dài hơn rất nhiều: ở vị trí xa nhất là 400 triệu cây số, ở vị trí gần nhất là gần 56 triệu cây số. Căn cứ vào chỉ số trên thì chỉ riêng thời gian bay tới Hoả Tinh và trở về không thôi sẽ mất hết ít nhất 250 ngày, mà giả như có phát triển được động cơ VASIMIR thì thời gian đi và về cũng phải mất 180 ngày!

Trước hết, chặng đường dài này đòi hỏi phải có một phi thuyền mạnh và một thứ nhiên liệu mới ít hao hơn và nhẹ, ít kềnh càng hơn. Kể luôn thời gian đi-về và ở lại nghiên cứu cho xứng với công đi và công về là 500 ngày như đã ấn định ở trên thì chuyến du hành lên sao Hoả sẽ đẻ ra nhiều vấn đề liên quan đến phi hành đoàn và phi thuyền như sức khỏe, thực phẩm, nước uống cho đến các máy móc, vật liệu, nhiên liệu cũng như các thiết bị nghiên cứu và phụ tùng thay thế.

2. Phi thuyền :

Năm 1969, tàu Apollo 11 được phóng lên Mặt Trăng bằng hoả tiễn Saturn V cực lớn, tuy nhiên hoả tiễn này không thể đáp ứng được nhu cầu phóng lên Hoả Tinh. Để vượt qua quãng đường dài hơn thì khoang nhiên liệu của phi thuyền sẽ lớn đến mức không thể chế tạo được một phương tiện đủ mạnh để phóng phi thuyền ra khỏi quỹ đạo trái đất.

Điều chắc chắn là trong tương lai phi thuyền lên sao Hỏa sẽ được lắp đặt ở ngoài không gian vì phóng ở trái đất phi thuyền này phải đốt một số lớn nhiêu liệu để thắng được sứt hút của trái đất: phóng ở ngoài khoảng không đỡ tốn nhiên liệu hơn rất nhiều so với phóng từ mặt đất.

Việc xây dựng trạm không gian quốc tế ISS cho thấy việc ráp và phóng phi thuyền ở ngoài không gian là điều khả thi, tuy nhiên để tiến hành việc naỳ thì NASA sẽ cần một tàu con thoi để vận chuyển các bộ phận lên trạm này một cách hiệu quả, an toàn và ít tốn kém. Mà tàu con thoi thì như đã thấy, chứa đầy những điều bất trắc!

3. Bức xạ :

Theo những số liệu mà tàu thăm dò Mars Odyssey ghi nhận khi bay trong quỹ đạo của sao Hỏa từ 1999 đến 2001 thì mức độ phóng xạ ở Hoả Tinh lên tới khoảng 20-25 millirad/ngày, cao gấp 2 lần cường độ cho phép đối với công nhân làm việc trong các nhà máy điện nguyên tử ở Mỹ. Hơn nữa, mức độ phóng xạ sẽ còn lớn hơn nhiều trong thời gian bay từ trái đất đến Hỏa tinh hay chuyến bay khứ hồi.

Phóng xạ vũ trụ có thể phá vỡ đại phân tử DNA trong tế bào, kích thích những biến đổi tế bào mà về lâu dài sẽ gây nên bệnh bạch cầu và nhiều bệnh ung thư khác. Tuy cơ thể con người có thể điều chỉnh những thay đổi bất thường của DNA nhưng với lượng phóng xạ lớn như môi trường trên sao Hỏa thì tốc độ biến dị sẽ vượt quá tốc độ khả năng điều chỉnh tự nhiên của cơ thể.

Các khoa học gia cũng quan tâm đến sự có mặt những tia vũ trụ năng lượng cao ngoài không gian, vốn đủ mạnh để gây thương tổn đối với hệ thần kinh trung ương, do đó sẽ làm suy yếu khả năng thị lực, khả năng vận động và nhận thức của phi hành gia.

Chính vì những nguy cơ đe dọa đến sức khỏe của các nhà du hành vũ trụ mà các chuyên viên y tế của NASA cho rằng thời gian hoạt động tối đa ở ngoài không gian là 250 ngày, vừa bằng khoảng thời gian tối thiểu để bay từ trái đất đến sao Hỏa hay trở về trái đất.

4. Sức khỏe :

Trong những chuyến bay dài ngày trong không gian, xương của các phi hành gia bị loãng với tốc độ 1-2% mỗi tháng. Hiện người ta chưa biết đích xác liệu môi trường không trọng lượng có làm chậm lại quá trình này hay không, nhưng trong trường hợp xấu nhất, các phi hành gia tham gia thám hiểm Hỏa tinh trong vòng 500 ngày sẽ mất đi một phần tư khối lượng xương, do đó xương sẽ trở nên giòn, dễ gãy và chậm hồi phục khi bị chấn thương.

Những thí nghiệm trên trái đất cho thấy hoạt động miễn dịch của tế bào giảm gần 50% sau mỗi chuyến bay vào không gian ngắn ngày, tuy nhiên các nhà khoa học chưa thể biết chính xác hệ miễn dịch sẽ phản ứng như thế nào khi cơ thể hoạt động dài ngày bên ngoài không gian.

Khi hệ miễn dịch suy yếu thì một chứng bệnh bình thường cũng có thể gây hậu quả nghiêm trọng và những căn bệnh tiềm tàng trong cơ thể như thủy đậu sẽ tái phát. Để sớm phát hiện và ngăn chặn nguồn bệnh, các nhà khoa học đang nghiên cứu những thiết bị cực nhỏ để theo dõi tế bào: khi phát hiện những dấu hiệu bất thường, chúng sẽ phát ra các tín hiệu cảnh cáo để các phi hành gia kịp thời uống thuốc.

5- Tâm lý :

Bị giam hãm trong một không gian chật hẹp suốt 1 năm rưỡi ở một nơi xa trái đất, xa đến độ nói vào điện thoại vô tuyến thì phải đợi ít nhất 20 phút mới nghe được câu trả lời, các phi hành gia đối diện với cảm giác cô đơn khủng khiếp và do đó rất dễ rơi vào trạng thái suy sụp tinh thần.

NASA muốn giảm thiểu nguy cơ xung đột giữa các thành viên phi hành đoàn bằng cách lựa chọn những người có cá tính phù hợp với nhau. NASA cũng hy vọng sẽ thiết kế được một computer để giám sát mức độ căng thẳng và suy sụp tinh thần cũng như những dấu hiệu tâm thần bất thường thông qua sự thay đổi nét mặt, giọng nói của từng cá nhân để có biện pháp xoa dịu thích hợp.

6- Môi trường :

Từ cuối thập niên 90, nhà địa chất vũ trụ John Marshall đã việc nghiên cứu vật liệu chế tạo trang phục cho các nhà du hành vũ trụ mặc trong những cuộc thám hiểm Hỏa tinh Ông đặt những vật liệu này vào một đường hầm gió và phun vào một hỗn hợp đất sét đỏ có cấu tạo tương tự như bụi trên Hoả Tinh, kết quả là lớp bụi này dính chặt vào bề mặt y phục và không thể nào chùi sạch. Do đó, nếu các phi hành gia mặc loaị y phục này sẽ phải đối mặt với rất nhiều nguy hiểm khi bụi bằm này bám chặt vào quần áo để đi vào bên trong phi thuyền, tại đây chúng có khả năng ăn mòn các đai điều chỉnh áp suất, làm hư hại nhu liệu điện toán, làm chập các mạch điện tử và thậm chí có thể khiến các thành viên của phi hành đoàn đau ốm.

Khác hẳn với cái tên 'hoả', nhiệt độ trên Hoả Tinh rất thấp. Trong chuyến thám hiểm 1997, NASA ghi nhận nhiệt độ ở khu vực 'hoả xa' Pathfinder hạ cánh xê dịch từ từ âm 13 độ C đến âm 93 độ C trong vòng 24 giờ. Hỏa tinh còn đe doạ với những cơn bão bụi có khả năng sinh ra dòng tĩnh điện có điện áp lên tới 8 kV, đủ mạnh để phá hỏng các máy computer và làm nổ tung các cầu chì.

Khí quyển của Hoả Tinh đậm đặc carbon dioxit trong khi bề mặt hoàn toàn không có nước, biến hành tinh naỳ thành nơi không thể nào sống. Việc đưa nước và không khí đến đây khó thực hiện, do đó NASA dự định sẽ đưa những thiết bị chứa hydro để biến carbon dioxit trong khí quyển thành khí methane và nước. Tiếp đó, nước sẽ được điện phân để tách thành Oxygen và Hydrogen. Oxygen dùng để thở còn Hydrogen lại tiếp tục được quay vòng cho chu trình chế biến này.

7- Xác suất thành công :

Các chuyên viên không gian cho rằng xác suất rủi ro của chương trình thám hiểm Hỏa tinh là 25%, nghĩa là cứ 4 chuyến sẽ có một chuyến ra đi mãi mãi. Đây cũng là tỷ lệ rủi ro mà NASA đã dự đoán cho thế hệ tàu Apollo khi theo đuổi mục tiêu đổ bộ Mặt Trăng., thế nhưng đường lên sao Hỏa sẽ dài và phức tạp hơn nhiều. Liệu cuối cùng NASA có dám chấp nhận mạo hiểm hay không.

Cựu phi hành gia Buzz Aldrin, thành viên của phi hành đoàn Apollo 11 cho rằng từ chiếc máy bay đầu tiên của hai anh Wright cho đến lúc con người đặt chân lên Mặt Trăng, kéo dài 66 năm, do đó thời gian từ khi chinh phục được Mặt Trăng cho đến ngày chinh phục Hỏa tinh cũng sẽ mất từng đó thời gian, nghĩa là tới năm 2035 mới thực hiện được.

Garvin, người đứng đầu chương trình thám hiểm Hỏa tinh của NASA thừa nhận rằng khó khăn lớn nhất là họ chẳng bao giờ biết được chắc chắn những gì đang diễn ra trên hành tinh này.

Trong khi đó thì Giáo sư Roger Launius -- làm việc tại Viện bảo tàng Không gia Quốc gia ở thủ đô Washington -- nhận định rằng việc chinh phục Mặt Trăng được thúc đẩy bởi động cơ chính trị trong thời Chiến tranh Lạnh, như là cuộc chạy đua giữa Mỹ và Nga để chiếm ưu thế không gian. Bây giờ thì Mỹ chẳng có một động cơ chính trị nào cả và NASA thường xuyên bị Quốc hội Mỹ chỉ trích và doạ cắt ngân sách, do đó đường giấc mộng chinh phục vì sao mang tên Thần chiến tranh hãy còn xa vời lắm.

Hay nói theo lối chơi chữ thì Thần chiến tranh ở trên mặt đất nhân loại còn chưa chinh phục được, đừng nói gì đến 'Thần chiến tranh' ở ngoài không gian!

Hà Trường Giang