Những mối nguy hiểm lớn nhất mà các phi hành gia phải đối mặt trên Trạm vũ trụ quốc tế là gì? Mặc dù cuộc sống trên ISS cực kỳ an toàn, nhưng có nhiều mối nguy hiểm hơn bạn nghĩ.
Chuyến bay được cho là phương thức vận chuyển an toàn nhất. Nhưng việc quay cuồng quanh Trái đất với tốc độ lên tới 7km/s trên Trạm vũ trụ quốc tế cỡ 747 có được tính không? Các phi hành gia ngoài đời thực, sống cách chân không cứng chỉ vài tấm nhôm, có căng thẳng về những tình huống xấu nhất không?
Steven Smith – cựu chiến binh của NASA trong các chuyến đi tới Hubble và ISS – thừa nhận thỉnh thoảng có những lo lắng bay lên bay xuống, nhưng chỉ có vậy thôi. Anh ấy nói: “Trên quỹ đạo, cảm xúc tiêu chuẩn của tôi là niềm vui. “Không bao giờ có bất kỳ mối quan tâm.”
Chưa có ai chết trong không gian, chỉ đến hoặc đi từ nó. Nhưng điều đó không thể phủ nhận có một số rủi ro rất thực tế…
Các phi hành gia của ISS chính thức được phân loại là nhân viên bức xạ: một ngày duy nhất trên tàu có thể khiến họ tiếp xúc với bức xạ nền lên tới một millisievert, tương đương với bốn tháng của Vương quốc Anh.
Những người đi bộ ngoài không gian trong thời gian ngắn trải nghiệm mức độ phơi nhiễm cao hơn, được đo bằng liều kế của phi hành đoàn và một hình nộm chứa xương thật được đặt tạm thời bên ngoài ISS.
Bức xạ không gian đến từ hai nguồn: các hạt năng lượng từ Mặt trời, đạt cực đại vào thời điểm Mặt trời hoạt động mạnh và các tia vũ trụ thiên hà – hạt nhân nguyên tử bắn xuyên qua Vũ trụ bởi các vụ nổ vũ trụ cổ đại.
Hầu hết các bức xạ của cả hai loại đều bị từ trường của Trái đất làm chệch hướng, điều này thật may mắn cho các phi hành đoàn ISS vì các lựa chọn che chắn nhân tạo bị hạn chế.
Mặc dù vậy, các bộ phận của mô-đun ‘ký túc xá’ được lót bằng nhựa polyetylen, một tấm chắn bức xạ hiệu quả hơn kim loại, dễ gây ra các cơn mưa hạt thứ cấp có hại.
Những rủi ro nghiêm trọng hơn sẽ xảy ra khi bạn rời khỏi Trái đất. Bức xạ từ các ngọn lửa mặt trời được theo dõi giữa các nhiệm vụ của Apollo đủ mạnh để làm mất khả năng hoặc giết chết những người đi bộ trên mặt trăng.
Các tia vũ trụ thiên hà còn nguy hiểm hơn, vì ngày nay các hạt năng lượng cao này thực tế không thể bị lệch hướng – các phi hành gia hướng tới sao Hỏa nên mong đợi mọi nhân tế bào trong cơ thể họ sẽ bị va chạm trong chuyến đi.
Smith nhớ lại: “Trong khi đi bộ ngoài không gian, bạn có thể đột nhiên nhận ra rằng mình đang nắm chặt một tay vịn mà không có lý do rõ ràng. “Tôi nghĩ đó là bởi vì bạn không thấy gì chạm đến chân mình – và Trái đất cách đó 400 km.”
Nhưng cơn ác mộng trôi dạt khỏi ISS là không thực tế – những người đi bộ ngoài không gian luôn được buộc dây và được trang bị một ‘bộ phản lực của phương sách cuối cùng’ được gọi là Hỗ trợ Đơn giản hóa để Cứu hộ EVA (SAFER).
SAFER là phiên bản cập nhật của Đơn vị Cơ động Có người lái (MMU), được các phi hành đoàn Tàu con thoi thường xuyên sử dụng để giúp trục vớt các vệ tinh trong những năm 1980, cho đến khi sự cố mất tích của Challenger dẫn đến các quy tắc an toàn chặt chẽ hơn.
Các phi hành gia bị mất phụ kiện, nếu không phải là chính họ: vào năm 2008, một hộp công cụ đã trôi dạt, nhưng may mắn thay không gây ra rủi ro va chạm.
Điều gì có thể xảy ra trong trường hợp một người đi bộ ngoài không gian bị lạc đã được chứng minh bằng thí nghiệm Suitsat năm 2006, trong đó một bộ đồ vũ trụ của Nga bị biến thành đèn hiệu vô tuyến và bị ném ra khỏi ISS. Nó lơ lửng phía trước trạm vũ trụ trong bảy tháng, sau đó nó bốc cháy trong bầu khí quyển.
Bộ đồ vũ trụ không phải lúc nào cũng đáng tin cậy. Phi hành gia ESA Luca Parmitano đã hủy bỏ chuyến đi bộ ngoài không gian vào tháng 7 năm 2013 khi nước bắt đầu rò rỉ vào mũ bảo hiểm, che mắt và mũi của anh ấy.
Các chuyến đi bộ ngoài không gian khác đã bị kết thúc sớm do găng tay bị hỏng – một điểm yếu cụ thể. Tỷ lệ bảo hiểm nhân thọ của phi hành gia cao gấp năm lần nếu nhiệm vụ của họ bao gồm hoạt động ngoài phương tiện.
Smith nói: “Những người đi bộ ngoài không gian đang ở trong một tình huống nguy hiểm, nhưng hãy làm cho công việc trở nên dễ dàng và thú vị.
Lửa hoạt động khác trong môi trường vi trọng lực: nó cố định chứ không lan rộng, một bong bóng plasma cháy ngày càng nóng hơn, tạo ra khói mù mịt có thể nhanh chóng bao phủ cabin.
Khi ngọn lửa bùng phát trên Mir vào năm 1997, nó đã cháy trong 14 phút và các bình chữa cháy của thủy thủ đoàn gồm sáu người đã không thể dập tắt được.
Thay vào đó, máy tạo oxy rực lửa của Mir tiếp tục đốt cháy và phun ra những đốm kim loại nóng chảy cho đến khi cháy hết khi tất cả nhiên liệu của nó đã cạn kiệt.
Lửa có thể đã thiêu rụi toàn bộ trạm vũ trụ – Salyut 2 của Nga, đã tan rã vào năm 1973. Lời giải thích hàng đầu về lý do tại sao nó bị suy giảm áp suất ngay từ đầu là do chập điện, được cho là đã cháy quá nóng đến mức làm tan chảy các thành phần của trạm. thân tàu.
Rất may, không có ai trên tàu vào thời điểm đó.
Ngọn lửa khó phát hiện hơn trong môi trường vi trọng lực, cháy xanh hơn và mờ hơn. ISS có hệ thống phát hiện và dập tắt lửa để theo dõi khói, nhưng vì các hạt bồ hóng lớn hơn trong trọng lực vi mô nên nó có thể bị kích hoạt nhầm bởi bụi thông thường.
Hơn 20.000 mảnh vụn quỹ đạo lớn hơn 10cm có thể được theo dõi bằng radar trên mặt đất.
‘Các thao tác tránh va chạm’ được thực hiện nếu một vật thể đến trong phạm vi vài km tính từ trạm và có khả năng va chạm cao hơn 1/10.000.
ISS từng thực hiện trung bình một lần thao tác hàng năm, nhưng tần suất đang tăng lên: bốn lần được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 4 năm 2011 đến tháng 4 năm 2012.
Vào năm 2011, thủy thủ đoàn đã được lệnh lên hai xuồng cứu sinh Soyuz của họ khi một số mảnh vỡ rơi xuống trong phạm vi 250m.
Các mảnh vỡ chủ yếu đến từ các vệ tinh không còn tồn tại, bị thúc đẩy phát nổ do ánh sáng mặt trời làm nóng pin hoặc nhiên liệu dư thừa của chúng.
Va chạm là một nguồn ngày càng tăng: Don Kessler, chuyên gia về mảnh vỡ của NASA đã quan sát thấy rằng, khi đã vượt qua một khối lượng tới hạn nhất định, va chạm sẽ tạo ra nhiều mảnh vỡ hơn trong một phản ứng dây chuyền.
‘Hội chứng Kessler’ này được dựng thành kịch tính trong bộ phim Gravity năm 2013, nhưng đang trở thành hiện thực: mức độ mảnh vỡ trong quỹ đạo Trái đất thấp đã tăng 50% kể từ năm 2008, cùng với vụ va chạm năm 2009 của Kosmos-2251 của Nga với vệ tinh Iridium 33 của Hoa Kỳ , cộng với vụ thử tên lửa năm 2007 của Trung Quốc nhắm vào vệ tinh thời tiết của chính họ.
Việc cập bến tàu vũ trụ cung cấp phi hành đoàn, thực phẩm và nhiên liệu cho các trạm quỹ đạo dường như là một việc thường ngày, nhưng nó có thể trở nên sai lầm nghiêm trọng.
Năm 1997, một tàu vũ trụ không người lái Progress đã mất kiểm soát khi đến gần Mir, đâm vào một mô-đun.
Các thủy thủ đoàn cảm thấy tai mình ù đi khi không khí bị hút ra khỏi vết nứt trên thân tàu, ước tính có kích thước bằng một đồng xu nhỏ.
Mô-đun bị hư hỏng, Spektr, không thể ở được và phải bị cắt khỏi phần còn lại của nhà ga. Vụ tai nạn là kết quả của một thử nghiệm đáng tiếc trong điều khiển thủ công.
Tàu cung cấp ISS, Progress và Soyuz dựa vào hệ thống lắp ghép dựa trên radar Kurs.
Phương tiện vận chuyển tự động của ESA sử dụng tính năng theo dõi vô tuyến và quang học để tự động cập bến cực kỳ chính xác, trong khi H-II của Nhật Bản và Dragon thương mại đều được các phi hành gia điều khiển cánh tay rô-bốt của ISS cố định vào bến.
ISS thường xuyên bị tấn công bởi các thiên thạch siêu nhỏ và các mảnh vụn quỹ đạo nhỏ có nguồn gốc tự nhiên và nhân tạo.
Bụi từ các vệt sao chổi và thiên thạch trộn lẫn với các vệt sơn, giọt nước đóng băng hoặc các hạt từ khí thải rắn của tên lửa, trong số các vật thể bay phản lực khác.
Tốc độ chứ không phải kích thước mới là mối nguy hiểm thực sự: ngay cả một mảnh kim loại 1mm cũng có thể tấn công bằng lực của một viên đạn.
Các vi thiên thạch tự nhiên vẫn có vận tốc cao hơn, nhưng tương đối hiếm hơn và ít đậm đặc hơn.
Các mô-đun ISS quan trọng được che chắn để chịu được các vật thể có đường kính tối thiểu là 1cm. Nhiều ‘cản’ bằng nhôm, cộng với các lớp Nextel và Kevlar, hấp thụ năng lượng tác động của các vật thể đó trước khi chúng chạm tới lớp vỏ bên trong.
Tuy nhiên, những mảnh vỡ này vẫn gây ra thiệt hại: một cửa sổ của mái vòm của ISS đã bị rỗ vào năm ngoái và một lỗ có kích thước bằng viên đạn trong mảng năng lượng mặt trời đã được phát hiện vào tháng 4 này.
Người đi bộ ngoài không gian cũng dễ bị tổn thương, vì một số bộ phận của bộ đồ không gian không có che chắn – ví dụ như tấm che mũ bảo hiểm.
Tuy nhiên, NASA tính toán tỷ lệ ‘sự thâm nhập quan trọng’ tạo thành một lỗ lớn hơn 4 mm trong bộ đồ vũ trụ 14 lớp trong chuyến đi bộ ngoài không gian kéo dài sáu giờ là một trên 31.000.
Bạn có biết rằng bạn có thể nhìn thấy ISS từ Trái đất bằng mắt thường không? Đọc hướng dẫn của chúng tôi về cách xem Trạm vũ trụ quốc tế để tìm hiểu cách phát hiện ra nó.
Sean Blair là một nhà báo không gian viết cho trang web của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu. Bài viết này ban đầu xuất hiện trong số tháng 10 năm 2013 của Tạp chí BBC Sky at Night .