Trong 20 năm qua, đã có sự hiện diện liên tục của con người trong không gian trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS). Nó bắt đầu vào ngày 2 tháng 11 năm 2000 khi phi hành đoàn của Expedition-1 – phi hành gia người Mỹ William ‘Bill’ Shepherd, và các nhà du hành vũ trụ người Nga Sergei Krikalev và Yuri Gidzenko – cập bến tàu vũ trụ Soyuz của họ với ISS, trèo qua cửa sập và bật đèn.
Kể từ khi họ đến, một vòng quay phi hành đoàn ổn định có nghĩa là ISS chưa bao giờ trống. Có những thế hệ lớn lên ngày nay chỉ biết đến một thời kỳ khi loài người sống cả trong và ngoài hành tinh Trái đất.
Nghe podcast mới nhất của chúng tôi về 20 năm của ISS:
Mỗi khi mặt trời mọc, chúng ta thức dậy và tiếp tục cuộc sống hàng ngày của mình mà không hề nghĩ rằng có một nhóm người đang sống trên Trạm vũ trụ quốc tế, cách Trái đất 400 km.
Trạm vũ trụ quốc tế di chuyển với tốc độ 27.600km mỗi giờ, nghĩa là các phi hành gia trên ISS nhìn thấy 16 bình minh mỗi ngày và thực hiện một quỹ đạo quanh Trái đất trong 90 phút.
ISS là một kỳ quan kỹ thuật: cấu trúc lớn nhất từng được xây dựng trong không gian. Nó nặng khoảng 420.000kg (hơn 320 chiếc ô tô) và dài hơn 109m so với một sân bóng đá.
Được thiết kế theo mô-đun và xây dựng trong hơn 13 năm, nó có 8 mảng năng lượng mặt trời, một ‘xương sống’ giàn chính và các mô-đun sinh hoạt điều áp.
Các khu nhà ở hoàn toàn lớn hơn một ngôi nhà 6 phòng ngủ và bao gồm 6 khu ngủ, 2 phòng tắm, phòng tập thể dục và cửa sổ lồi có tầm nhìn 360° được gọi là Cupola.
Phi hành gia Jeff Williams của NASA, người đã chứng kiến 4 chuyến đi tới ISS bao gồm STS-101, sứ mệnh thứ 3 dành cho việc xây dựng nó, cho biết: “Khi bạn nhìn vào toàn bộ tổ hợp, có khoảng 37 chuyến bay của Tàu con thoi.
“Và cũng có khoảng 40 vụ phóng tên lửa của Nga hỗ trợ cho việc lắp ráp ISS. Hầu hết các chuyến bay đó chiếm một thành phần chính; một số là nhiệm vụ hậu cần cung cấp cho ISS.”
Trở lại năm 2000, ISS chỉ bằng một phần nhỏ so với kích thước hiện tại với chỉ ba mô-đun cung cấp những điều cơ bản cho nơi cư trú lâu dài.
Zarya là mô-đun đầu tiên được phóng lên quỹ đạo vào năm 1998 (do Mỹ tài trợ, cơ quan vũ trụ Nga Roscosmos chế tạo và phóng), ngay sau đó là mô-đun Unity do Mỹ chế tạo và phóng.
Sau 18 tháng trì hoãn, Zvezda do Nga chế tạo, cung cấp các hệ thống hỗ trợ sự sống cho ISS, đã được kết nối với Zarya vào tháng 9 năm 2000, sẵn sàng cho phi hành đoàn đầu tiên.
Williams giải thích: “Đó không phải là một con đường dễ dàng để đi đến điểm đó: không chỉ sự hỗ trợ chính trị mà cả sự tích hợp kỹ thuật của tất cả các thành phần này cần phải đi cùng nhau.”
Đến năm 1993, 9 năm đã trôi qua kể từ khi Tổng thống Hoa Kỳ Reagan thực hiện sứ mệnh xây dựng một trạm vũ trụ trong vòng một thập kỷ.
Trạm vũ trụ Freedom, như tên gọi khi đó, đã trải qua nhiều lần thiết kế lại khi các kỹ sư của NASA vật lộn với những thách thức trong việc xây dựng một cấu trúc lớn và ổn định trong không gian.
Nhưng sự sụp đổ của Liên Xô đã tạo điều kiện cho các đối thủ cũ thiết lập quan hệ đối tác mới và Roscosmos đã mang lại kinh nghiệm vô giá từ các trạm vũ trụ của riêng mình, Salyut và Mir.
Cùng với Cơ quan Vũ trụ Canada, ESA và JAXA của Nhật Bản, sự hợp tác giữa 15 quốc gia đã chứng kiến một Trạm Vũ trụ Quốc tế thực sự xuất hiện.
Sức mạnh của mối quan hệ đối tác này đã được chứng minh khi thảm kịch Tàu con thoi Columbia năm 2003 cướp đi sinh mạng của cả 7 phi hành gia trên tàu và khiến các chuyến bay tiếp theo của Tàu con thoi bị dừng lại. Williams đã mất đi những người bạn thân vào ngày hôm đó.
“Đó là một minh chứng tuyệt vời cho sức mạnh của mối quan hệ đối tác, đặc biệt là giữa Mỹ và Nga, chỉ để giữ cho ISS tiếp tục hoạt động trong khi chúng tôi giải quyết các vấn đề gây ra thảm kịch Columbia, tất nhiên đã khiến Tàu con thoi bị đình trệ trong khoảng 2-3 năm. ” nói Williams
Điều này dẫn đến hình ảnh quen thuộc về viên nang Soyuz của Nga vận chuyển các phi hành gia Nga, Mỹ và châu Âu đến ISS.
1 Giàn năng lượng mặt trời bên mạn phải 2 Giàn S6 3 Giàn S5 4 Giàn năng lượng mặt trời 5 Giàn S3/S4 6 Nhà cung cấp dịch vụ hậu cần Express (ELC) 2 7 Bệ xếp hàng bên ngoài (ESP) 3 8 ELC 4 9 Giàn S1 10 Thử nghiệm AMS 11 Mô-đun dịch vụ Zvezda 12 Khoang lắp ghép (DC 1) 13 Mô-đun nghiên cứu Poisk 14 Mô-đun điều khiển Zarya 15 Mô-đun nghiên cứu Rassvet 16 Bộ điều hợp giao phối điều áp (PMA 1) 17 Canadarm2 18 Giàn S0 19 Quest Airlock 20 Giàn Z1 21 ESP 2 22 Unity (Nút 1) 23 Hoạt động có thể mở rộng của Bigelow 24 Nhiệt Bộ tản nhiệt điều khiển 25 Mảng năng lượng mặt trời 26 Giàn P1 27 Giàn ELC 3 28 ELC 1 29 Giàn P3/P4 30 Giàn P5 31 Giàn năng lượng mặt trời cổng 32 Giàn P6 33 Phòng thí nghiệm Destiny 34 Tranquility (Nút 3) 35 Mô-đun đa năng cố định 36 Mái vòm 37 ESP1 38 PMA 3 39 Mô-đun hậu cần của Nhật Bản 40 Cơ sở tiếp xúc của Nhật Bản 41 Kibo (Mô-đun thí nghiệm của Nhật Bản) 42 PMA 2 43 Harmony (Nút 2) 44 Phòng thí nghiệm Columbus
ISS không chỉ là một môi trường sống trong không gian tuyệt đẹp, mà chủ yếu là một phòng thí nghiệm khoa học độc đáo, cho phép thực hiện các thí nghiệm không thể thực hiện được trên Trái đất.
Chúng bao gồm nghiên cứu cách cả cơ thể con người và thực vật phản ứng với sự sống trong không gian, để hiểu cách vật chất hoạt động trong trọng lực vi mô.
Khoa học không phải tất cả đều hướng tới các chuyến bay vũ trụ trong tương lai. Các thí nghiệm gần đây bao gồm phát triển các tinh thể protein để điều tra nguyên nhân gây ra bệnh Parkinson và ung thư, đồng thời sử dụng các công nghệ cảm biến mới để theo dõi nhiệt độ lõi của các phi hành gia trong không gian có thể giúp phát hiện sớm các dấu hiệu kiệt sức do nhiệt đối với các công việc như chữa cháy.
Các phi hành gia cũng có một cách khôn ngoan để làm cho các thí nghiệm của họ trở nên thú vị. Vào năm 2015, phi hành gia người Ý Samantha Cristoforetti đã đăng một bức ảnh tự chụp cô ấy đang uống ly cà phê espresso đầu tiên trong không gian từ một chiếc cốc không trọng lượng.
Những thí nghiệm như thế này cho phép các nhà khoa học và kỹ sư hiểu được hoạt động của chất lỏng, không chỉ để mang đến cho các phi hành gia một tách cà phê ngon (mặc dù, như nhiều người trong chúng ta đồng ý, điều này hoàn toàn có thể hiểu được) mà còn giúp môi trường sống trong không gian an toàn hơn.
Một ngày làm việc của các phi hành gia không chỉ kéo theo những thí nghiệm khoa học thú vị hay thậm chí là đi bộ ngoài không gian: họ là những người chăm sóc ISS, được đào tạo để sửa chữa và lắp đặt các bộ phận, góp phần kéo dài tuổi thọ của trạm vũ trụ.
Họ là những bác sĩ, người dọn dẹp, thợ chụp ảnh và thậm chí cả thợ làm tóc, và phải tập thể dục ít nhất hai giờ mỗi ngày để ngăn ngừa sự thoái hóa của xương và cơ.
Trong khoảng thời gian rảnh rỗi, các phi hành gia ISS sẽ thỏa mãn trí tò mò của chúng ta, cho chúng ta thấy cách họ sử dụng nhà vệ sinh, cách họ ngủ và ăn, thậm chí cả cách chơi khăm trong không gian – câu trả lời, nếu bạn là phi hành gia người Mỹ Scott Kelly, là để mặc một bộ đồ khỉ đột, nhảy ra khỏi thùng hàng và đuổi theo Tim Peake đang khiếp sợ qua ISS.
Những người sử dụng phương tiện truyền thông xã hội đã làm chúng tôi say mê với những khung cảnh ngoạn mục của Trái đất được chụp từ Cupola nổi tiếng – “cửa sổ trên thế giới”, như Williams mô tả về nó, bản thân ông là một nhiếp ảnh gia đam mê và là thành viên của phi hành đoàn đã lắp đặt nó trên ISS vào năm 2010.
“Sự đa dạng của những gì bạn có thể thấy là vô tận khi nghiên cứu Trái đất. Tôi có hai động lực để ghi lại trải nghiệm này: một là để có thể tự mình nhớ lại nhưng động lực lớn hơn là gián tiếp mang trải nghiệm độc đáo đó đến cho mọi người ở quê nhà trên Trái đất.”
Khi cư dân ISS nhìn xuống chúng tôi, chúng tôi đã nhìn lại họ đang bay trên bầu trời 350 km.
ISS là Ngôi sao Bắc Đẩu ẩn dụ của chúng tôi, nhắc nhở chúng tôi rằng tương lai của khám phá không gian là ở đây ngay bây giờ. Giờ đây, tương lai đó và số phận của ISS đang ở một bước ngoặt quan trọng.
Với các mục tiêu cao cả là Moonshot vào năm 2024, NASA đã nỗ lực thiết lập một nền kinh tế quỹ đạo thấp của Trái đất, với ISS là một trung tâm thương mại.
Hoạt động kinh doanh tư nhân trên ISS không phải là mới – Adidas đã sử dụng các phi hành gia trên ISS để thử nghiệm các thiết bị huấn luyện ‘Boost’ của họ trong điều kiện vi trọng lực, trong khi các công ty tư nhân đã cung cấp các mô-đun, chẳng hạn như khóa khí bơm hơi của Boeing, BEAM.
Tuy nhiên, không chỉ cung cấp phòng thí nghiệm đổi mới cho các thương hiệu lớn, giờ đây còn có các kế hoạch rộng lớn hơn để tư nhân hóa các hoạt động của ISS, ít nhất là một phần, để đáp ứng chi phí bảo trì 3–4 tỷ bảng Anh mỗi năm – đó là khoảng một nửa ngân sách dành cho các chuyến bay vũ trụ hàng năm của NASA.
Nếu không thể thiết lập một mô hình sở hữu chung mới, thì ISS có thể trở thành một con tàu bị bỏ hoang, một nhà máy sản xuất phụ tùng cho các trạm vũ trụ khác, hoặc cố tình rời quỹ đạo để đốt cháy bầu khí quyển.
Williams nói rằng tất cả các tùy chọn vẫn còn để nắm bắt: “Tất cả những điều này đều quan trọng để xem xét và thử và phát triển, và một số có thể sẽ thành hiện thực.”
Tuy nhiên, ông cũng bày tỏ niềm tin chắc chắn rằng việc duy trì sự hiện diện trên quỹ đạo “sẽ là cần thiết để phát triển cơ sở hạ tầng tại và xung quanh Mặt trăng”.
ISS có khả năng hoạt động cho đến ít nhất là năm 2028, vì vậy vẫn còn nhiều cơ hội để phát hiện ra ISS và ngạc nhiên rằng trong môi trường không gian thù địch, chúng ta đã trở thành công dân thường trú.
Trong khi sự chú ý chuyển sang Mặt trăng và Sao Hỏa, điều đáng ghi nhớ là nếu không dành cho ISS, chúng ta thậm chí không thể xem xét việc tiến xa hơn vào Hệ Mặt trời.
Khi các cuộc thảo luận xung quanh một kỷ nguyên mới cho ISS vẫn tiếp tục, không có thời điểm nào tốt hơn để kỷ niệm 20 năm qua, sự khởi đầu của một biên giới mới cho con người trong không gian.
Nisha Beejeraz-Hoyle là một nhà văn và nhà báo không gian. Bài viết này ban đầu xuất hiện trong số tháng 11 năm 2020 của Tạp chí BBC Sky at Night.