Một Khoang Giao Hàng Của SpaceX Có Thể Gây Ô Nhiễm cho ISS

Tháng 2 năm 2017, một tên lửa Falcon 9 của SpaceX đâm mây mỏng, đẩy một cái Dragon capsule lên quỹ đạo. Giữa các bộ phận thay thế và thực phẩm, một mảnh hàng khoa học quan trọng, được gọi là SAGE III, đang tiến lên. Khi được lắp đặt trên Trạm Không gian Quốc tế, SAGE sẽ nhìn lại và đo các phân tử ozone và hạt nhỏ trong khí quyển Trái Đất. Anh chị em lớn tuổi hơn của nó (SAGEs I và II) đã tiết lộ cả sự phát triển của lỗ ozone rộng lớn và, sau khi con người quyết định ngừng phun Freon khắp nơi, sự hồi phục sau đó.

Đứa con thứ ba này, vì vậy, có rất nhiều thứ để sống lên. Giống như những người đi trước nó chú ý đến môi trường, SAGE III rất nhạy cảm. Bởi vì nó cần điều kiện không bị ô nhiễm để hoạt động tối ưu, nó bao gồm cảm biến ô nhiễm giữ mắt xem liệu môi trường của nó có đang làm lộn xộn đo đạc của nó hay không. Những cảm biến này nhanh chóng trở nên hữu ích: Khi ba tàu Dragon tiếp theo cập cảng tại Trạm Không gian, trong những tháng tiếp theo, SAGE gặp phải các đỉnh tăng ô nhiễm không giải thích. Có điều gì đó trên những con Dragon này đang tỏa ra — phát ra các phân tử vượt quá mức mong đợi, và có lẽ là mức chấp nhận được. Và những phân tử đó đang bám vào SAGE.

Tỏi khí, trong ngôn ngữ trần gian, là điều làm cho mùi mới của chiếc ô tô mới giống như chiếc ô tô mới. “Có các hợp chất dễ bay hơi trong những vật liệu mới đó di chuyển qua vật liệu đến bề mặt," như Alan Tribble, tác giả của Cơ Bản về Kiểm Soát Ô Nhiễm mô tả. Nói cách khác, bạn đang ngửi các thành phần ghế đã thoát đi.

Outgassing cũng tích tụ như một lớp màng dầu trên bề mặt trong cửa sổ ô tô mới của bạn — hoặc bên ngoài trạm không gian của bạn. Bụi bẩn này chủ yếu là vấn đề đối với các công cụ đo ánh sáng, nhưng nó cũng có thể làm giảm hiệu suất của các tấm pin mặt trời và làm cho các bề mặt nóng hơn so với mức độ được dự kiến. Để tránh tất cả điều đó, các kỹ sư xây dựng các phần gia tăng trạm không gian và vệ tinh trong phòng sạch, chỉ sử dụng các vật liệu được tiền xử lý, làm khô chất ô nhiễm trước khi phóng, và đặt ra các giới hạn nghiêm ngặt về lượng mùi mới giống như chiếc ô tô mới mà một chiếc tàu có thể phát ra. “Đó là một quá trình cực kỳ chặt chẽ và được xem xét là rất quan trọng,” nói Meg Abraham của Aerospace Corporation, một công ty tư vấn về nhiều dự án vũ trụ. “Mọi người đều nghĩ về điều này.”

Nhưng kế hoạch trước không phải lúc nào cũng thành công: Khi những chiếc tàu vũ trụ mang theo một số công cụ đầu tiên của Kính viễn cảnh không gian Hubble trở về Trái Đất, ví dụ, họ phát hiện rằng cơ thể của kính viễn cảnh trị giá 1,5 tỷ đô la, mà vào năm 2018 sẽ đã tăng lên 2,89 tỷ đô la, đã phun đủ phân tử để làm giảm độ nhạy của chúng trong việc phát hiện ánh sáng tử ngoại — một trong những khả năng hàng đầu của kính viễn cảnh.

NASA đã phải đối mặt với bụi bẩn như vậy suốt nhiều thập kỷ — nhưng bụi bẩn đó cho đến nay chủ yếu đến từ sáng tạo của chính cơ quan này. Tuy nhiên, Dragon là khác biệt. Nó thuộc sở hữu của SpaceX. Ngày nay, công ty dự định phóng một cái Dragon capsule khác đầy hàng hóa, và có lẽ là các chất ô nhiễm do tỏa ra, đến Trạm Không gian. Lần phóng này sẽ là nhiệm vụ cung cấp thương mại thứ 16 của công ty.

Khi NASA chuyển giao hoạt động cho các công ty tư nhân như SpaceX, Orbital ATK (nay là một phần của Northrop Grumman) và Boeing, nó phải phản ứng khi con cái của họ làm quậy phá. Và đó là một vấn đề lớn: Các công cụ ISS mới cho chúng ta biết về cách hành tinh của chúng ta và vũ trụ xung quanh nó hoạt động, với giá thành trong hàng chục triệu, với các đường thời gian phát triển kéo dài nhiều năm. Với những rủi ro như vậy, điều cuối cùng mà các nhà khoa học, kỹ sư và công dân muốn là cho một cái capsule của một công ty tư nhân làm loạn trộm đo đạc.

SAGE III đã đến Trạm Không gian trên chuyến cung ứng thứ mười của SpaceX cho NASA, là một phần của hợp đồng của SpaceX để thực hiện các giao hàng địa phương của cơ quan này. Ngay khi SAGE lên tàu, những viên đá chụp ô nhiễm của nó đã đăng ký sự tỏa ra quá mức của Dragon.

Những viên đá này không phải là loại chữa lành (cảnh báo ngạc nhiên: không có loại nào là loại đó) mà thay vào đó là “cân bằng tinh thể thạch anh nhiệt điện.” Mỗi trong tám cảm biến của SAGE đều có hai viên đá sinh đôi và cùng nhau chúng tạo ra hai “gói theo dõi ô nhiễm.” Những viên đá này dao động ở một tần số cụ thể, phù hợp với khối lượng của chúng. Nếu một viên đá tăng khối lượng — ví dụ, nếu một tàu vũ trụ gửi mùi mới của chiếc ô tô mới tới — tần số của nó thay đổi.

Khi những viên đá sinh đôi bắt đầu nhiệm vụ của họ, chúng chính xác giống nhau. Nhưng trên Trạm Không gian, một trong hai được tiếp xúc với môi trường bên ngoài, trong khi viên còn lại được bảo vệ. Điều này giống như các nghiên cứu sinh đôi trong tâm lý học. Bằng cách đo sự khác biệt trong tần số của các sinh đôi, các nhà khoa học có thể xác định được bao nhiêu ô nhiễm đã được đặt lên viên đá được tiếp xúc, mặc dù nó không tiết lộ bản chất của các lớp.

Sau khi Dragon thứ mười một đến, tần số của một “gói theo dõi ô nhiễm” dần dần thay đổi, theo một bài thuyết trình được đăng vào ngày 1 tháng 9 trên Trang Dịch vụ Báo cáo Kỹ thuật của NASA, một cơ sở dữ liệu của các tài liệu được tạo ra hoặc được tài trợ bởi cơ quan này. Dữ liệu này đáng chú ý vì NASA đặt ra giới hạn ô nhiễm cho các bề mặt nhạy cảm, bao gồm một số bộ phận tinh tế của ISS. Những viên đá trong trường hợp này đang làm nhiệm vụ như những con châu chấu, cảnh báo về nguy cơ tiềm ẩn đối với những công cụ tinh xảo đó.

Kết quả là dự kiến, nhưng theo bài thuyết trình này, Dragon có thể đã đặt lên một cảm biến lên đến 21 lần lượng ô nhiễm được phép. Những viên đá cũng thay đổi đáng kể về tần số khi Dragon tiếp theo cập cảng, và báo cáo ước tính rằng nhiệm vụ này có thể để lại đến 32 lần lượng chất thêm vào đặc biệt trên một cảm biến đó.

Bài thuyết trình được tổ chức bởi đội Ngữ cảnh Vũ trụ, một sự hợp tác giữa NASA và Boeing, chuyên nghiên cứu về cách thực tế khắc nghiệt của không gian làm rối loạn các công cụ và con người. Với dữ liệu khó chịu trong tay, nhóm Ngữ cảnh Vũ trụ đã thiết kế một thí nghiệm để hiểu rõ về vấn đề là gì. Có thể, họ nghĩ, vấn đề là tấm pin mặt trời hoặc các vật liệu bên ngoài của capsula. Để thu hẹp danh sách các nghi phạm, trong chuyến bay thứ mười ba của Dragon, kỹ sư đặt tấm pin mặt trời sao cho mép của chúng hướng về Trạm Không gian. Nếu các bảng pin đang toả khí, chúng sau đó sẽ không toả khí tại tàu vũ trụ. Khối lượng sẽ tăng lên trên các viên đá chậm hơn, giữ tần số của chúng tương đối không đổi.

Nhưng đó không phải là điều đã xảy ra. Trong khi tấm pin mặt trời nghiêng đi, tần số của những viên đá tiếp tục tăng lên. Cái tàu vũ trụ Dragon chính xác là vấn đề — một vấn đề trở nên tồi tệ hơn khi nhiều ánh sáng mặt trời chiếu vào nó hơn. Trong nhiệm vụ thứ mười ba này, một cảm biến có thể đã bị phun lên đến 73 lần nhiều hơn so với điều được phép trong một kỳ nghỉ. Và trong khoảng một tháng Dragon cập cảng tại Trạm, hai cảm biến riêng lẻ đã phát hiện ra nhiều ô nhiễm hơn được phép — tổng cộng, từ tất cả mọi thứ trên Trạm — trong một năm nguyên.

Trong số các tài sản vũ trụ có nguy cơ từ việc tỏa khí của capsula là Cửa sổ Khoa học của Phòng thí nghiệm Hoa Kỳ, một lỗ thông qua đó những phi hành gia và công cụ có thể nhìn ra Trái Đất. Trên mặt khoa học hơn, có CATS, một công cụ đo khói, ô nhiễm, bụi và các hạt khác trong khí quyển hành tinh. Tổng cộng, có bảy khu vực hoặc công cụ nhạy cảm trên ISS, bao gồm cả SAGE, có thể bị ô nhiễm vượt quá giới hạn.

"NASA đã thông báo với cộng đồng hàng hóa trạm vũ trụ về các kết quả của mình, và những nhà phát triển hàng hóa đã phản ứng bằng cách nói rằng công cụ của họ không gặp tác động hoặc họ đã thận trọng để giảm thiểu ảnh hưởng đến nghiên cứu của họ," tuyên bố của Môi trường Vũ trụ. Nhóm SAGE III đóng cửa "cửa ô nhiễm" của công cụ, theo quy trình hoạt động tiêu chuẩn, khi bất kỳ tàu vũ trụ nào đến để bảo vệ công cụ quang học của nó, mặc dù các đo lường kết quả không nhạy bằng.

Và ít nhất SAGE III, mà quang học của nó là "dễ bị suy giảm do ô nhiễm phân tử," biết khi nào nó cần chú ý. Nhóm SAGE III chỉ biết những mức chính xác đó vì nó đang mang theo các bộ theo dõi ô nhiễm mà trước đây không có trên Trạm.

Trong khi đó, SpaceX đang xem xét các thành phần của mình. "SpaceX đã xem xét tất cả các lựa chọn về vật liệu bên ngoài trên Dragon và đang hợp tác với các nhà cung cấp để phát triển các biến thể vật liệu được chứng nhận với mức tỏa khí thấp để giúp cải thiện tỷ lệ kết tủa phân tử," công ty nói, thêm rằng NASA đã phê duyệt trước tất cả các vật liệu được sử dụng trong thiết kế Dragon đầu tiên.

Antonius de Rooij, tác giả của Cơ sở dữ liệu Vật liệu Vũ trụ, tin rằng sơn của capsula có thể là vấn đề. Một lý do là, ông nói, "bề mặt được sơn màu trắng rất lớn, có nghĩa là thậm chí các sản phẩm tỏa khí thấp cũng có thể tạo ra ảnh hưởng ô nhiễm lớn."

Ông cũng tò mò về việc tại sao nhóm Môi trường Vũ trụ đã tính đến sự nóng lên do năng lượng mặt trời và tia xạ, nhưng không xem xét các yếu tố con người hoặc trên trái đất. “Sơn có được áp dụng đúng cách không? Nó đã được chữa trị đúng cách chưa?” ông nói. “Tôi đã hơi ngạc nhiên khi những điểm này không được đề cập.” Sơn sẽ không hoạt động như quảng cáo nếu bề mặt mà nó được gắp lên không siêu sạch, hoặc nếu độ ẩm khi nó khô không đúng. Có lẽ các bữa nấu sơn không hoàn toàn giống nhau. “Biến thể lô này có thể là nguyên nhân gây ra sự tỏa khí khác nhau và các tính chất quang học khác nhau giữa các lô,” ông nói.

Hoặc bề mặt có thể đã bị ô nhiễm sau khi sơn đã được chữa trị. Ô nhiễm đó có thể sinh ra thêm ô nhiễm. Trong khi loại sơn chính xác cho ba chuyến bay Dragon này không phải là thông tin công khai, ít nhất một nhiệm vụ trước đó sử dụng loại gọi là Alion Z-93c55, một biến thể của Alion Z-93. Nếu Alion Z-93 bị ô nhiễm sau khi chữa trị, nó có thể bị suy giảm khi tia UV chiếu vào nó, hiện tượng được ghi chép từ rất lâu, từ năm 1971. Sau đó, nó hấp thụ nhiều ánh sáng mặt trời hơn, trở nên nóng hơn so với dự kiến và tỏa khí nhiều hơn. “Tôi tự hỏi tại sao họ không đề cập đến điều này trong báo cáo của họ,” de Rooij nói.

Một phần của vấn đề ở đây, tuy nhiên, là sự miễn cưỡng của NASA khi nói về cả vấn đề và kế hoạch sửa chữa nó. Bài thuyết trình, được chia sẻ trong cuộc họp Nhóm tích hợp Vận chuyển Hàng hóa tháng 4, đã được phê duyệt để công bố công khai không hạn chế và đặt trên Dịch vụ Báo cáo Kỹ thuật của NASA vào đầu tháng 9. Tôi đã yêu cầu một cuộc phỏng vấn về điều này vào ngày 25 tháng 9. Ngày hôm sau, bài thuyết trình biến mất. “Trang chi tiết hồ sơ mà bạn cố gắng truy cập không thể được tìm thấy trên máy chủ này,” trang web bây giờ nói. Tôi đã hỏi về liên kết die, và hơn ba tuần sau, tôi nhận được một phản hồi: “Tài liệu đang được xem xét,” Meagan Storey, của Chương trình Thông tin Khoa học và Kỹ thuật của NASA, viết, “và chúng tôi khuyến khích bạn đề xuất yêu cầu FOIA cho mục đó.”

Thống kê, có lẽ, là một triển vọng thất bại. Nếu chúng ta sử dụng yêu cầu FOIA như một chỉ số cho tính minh bạch, NASA là một trong những cơ quan của chính phủ được che giấu nhất. Nó từ chối nhiều yêu cầu FOIA hơn theo tỷ lệ trong năm 2017 so với Bộ Quốc phòng, Ủy ban Chứng khoán và Trao đổi, Bộ Năng lượng, Cơ quan Bảo vệ Môi trường, Ủy ban Năng lượng Nguyên tử, và Văn phòng Giám đốc Tình báo Quốc gia, những tổ chức có lợi ích lớn hơn nhiều so với cơ quan vũ trụ của quốc gia. Cũng để công bằng với NASA, mà từ chối 71% yêu cầu, CIA từ chối 78%.

Tháng trước, trước khi tôi thấy bản báo cáo này, tôi biết có điều gì đó không ổn. Tôi đã thấy một tài liệu trước đó nói, “Nền hạt của Dragon Trunk chưa được đặc trưng, nhưng việc phát tán đã được quan sát." Và vì vậy, tôi đã hỏi nhóm SAGE III của NASA — biết rằng sự tỏa khí có thể ảnh hưởng đến công cụ của họ — liệu họ đã thay đổi bất kỳ kế hoạch nào của họ vì lo ngại về Dragon. “Không có ảnh hưởng ô nhiễm tiêu cực hoặc lo ngại về khoa học SAGE III,” họ trả lời, qua email. “Không có gì để thêm vào điều đó.”

Như tôi sẽ biết từ trường hợp của buổi thuyết trình biến mất, và ba chuyến bay đầy đủ số liệu mà chính nhóm đó đã thực hiện, có rất nhiều để thêm vào điều đó.

Trong việc giữ thông tin về vấn đề ô nhiễm một cách hảo hảo, cơ quan này không chỉ bảo vệ chính nó mà còn đối tác kinh doanh lợi nhuận của mình, SpaceX, mà cái cái capsula lại ảnh hưởng đến các công cụ ISS được hỗ trợ bằng nguồn quỹ liên bang.

Sự thiếu minh bạch đó sẽ trở nên quan trọng hơn khi các công ty tư nhân bắt đầu chuyển chở không chỉ kem người hành tinh và các công cụ khí quyển mà còn con người đi lại giữa không gian, như là một phần của chương trình phi hành đoàn thương mại của cơ quan. Phiên bản khác của Dragon sẽ đưa một số hành khách tương lai đó lên. "SpaceX đang sử dụng dữ liệu để cải thiện các phương tiện vận chuyển và hàng hóa Dragon 2 của mình," tuyên bố của nhóm Môi trường Vũ trụ nói.

Những vấn đề ô nhiễm ngày nay có thể không gây ra vấn đề lớn, nhưng nếu có một vấn đề lớn với Dragon của ngày mai, hoặc với tàu vận chuyển của một công ty khác, nghiên cứu này gợi ý rằng nó có thể được giải quyết trong cánh cửa ô nhiễm đóng cửa hoặc cửa sổ mờ.

Câu chuyện hay hơn từ MYTOUR

• Chạy 100 mét nhanh nhất mà con người có thể chạy là bao nhiêu?
• Amazon muốn bạn viết mã não trí AI cho chiếc ô tô nhỏ này
• Quảng cáo cuối năm của Spotify làm nổi bật những điều kỳ quặc và kỳ diệu
• Không chịu được kẹt xe? Hãy kiểm soát tình yêu của bạn đối với mua sắm trực tuyến
• Bạn có thể nhấc máy nước mỡ khỏi tay lạnh của tôi
• Nhận thêm nhiều thông tin nội bộ của chúng tôi với bản tin hàng tuần Backchannel của chúng tôi