Phi Hành Gia Làm Sao Thoát Khỏi Khi Chuyến Phóng Vào Không Gian Gặp Sự Cố?

Vào ngày 27 tháng 5, Các phi hành gia của NASA, Bob Behnken và Doug Hurley, được dự kiến sẽ trở thành những người đầu tiên điều khiển tàu Dragon. Hai phi hành gia sẽ đi tới Trạm Không Gian Quốc Tế trong chiếc tàu Crew Dragon của SpaceX như một phần của nhiệm vụ Demo-2, bài kiểm tra cuối cùng trước khi NASA chính thức chứng nhận phương tiện này cho chuyến bay vũ trụ của con người. Điều này sẽ là lần đầu tiên sau 9 năm mà phi hành gia NASA đã được phóng vào không gian từ Mỹ - và cũng là lần duy nhất họ đã đi trên một tên lửa thương mại.

SpaceX đã dành hơn một thập kỷ để chuẩn bị cho nhiệm vụ này, và công ty đã gặp không ít thất bại. Họ đã gặp sự cố với dùi chụp và các lần thử nghiệm nổ tung tàu con thử, nhưng mỗi thất bại này đã giúp công ty làm cho tàu con của họ an toàn hơn. Nhiệm vụ Demo-2 là tín hiệu cho thấy các quan chức của NASA tin rằng Crew Dragon cuối cùng đã đủ đáng tin cậy để an toàn mang theo người vào và ra không gian. Tuy nhiên, Demo-2 vẫn là một chuyến bay thử nghiệm - vậy nếu có điều gì xảy ra không đúng?

Giống như tàu con Soyuz của Nga đã vận chuyển tất cả các phi hành gia đến trạm không gian trong thập kỷ qua, Crew Dragon của SpaceX được trang bị một hệ thống phanh an toàn có thể đưa phi hành gia ra khỏi nguy hiểm nếu có bất kỳ sự cố nào xảy ra trước, trong hoặc sau khi phóng. Nhưng quỷ ẩn trong chi tiết, đó là lý do tại sao NASA và SpaceX đã dành rất nhiều thời gian để xem xét các kịch bản phanh khẩn cấp khác nhau cho mọi tình huống có thể tưởng tượng được. Mytour đã nói chuyện với các phi hành gia hiện tại và cũ cũng như với giám đốc chuyến bay của NASA để tìm hiểu họ đã chuẩn bị thế nào cho những điều không ngờ này. (Đại diện của SpaceX không phản hồi khi được yêu cầu bình luận.)

Phương Pháp Thoát Khẩn Cấp Trên Sàn Phóng

Khoảng 3 giờ trước khi phóng, Behnken và Hurley sẽ di chuyển đến sàn phóng trong chiếc xe Tesla màu trắng. Họ sẽ đi thang máy lên đỉnh tháp phóng, đi dọc theo cánh tay tiếp cận phi hành đoàn, mở nắp của Crew Dragon và leo vào. Tại điểm đó, họ sẽ bắt đầu một loạt các kiểm tra hệ thống để xác định mọi thứ đã sẵn sàng cho việc phóng. Một phần quan trọng của quá trình này là kích hoạt hệ thống thoát khẩn cấp của Crew Dragon.

Có ba cách để kích hoạt hệ thống thoát khẩn cấp của tàu con khi đã được bật. Phi hành đoàn có thể kéo tay cầm bên trong tàu vũ trụ; trung tâm điều khiển nhiệm vụ có thể gửi một lệnh từ xa đến tàu vũ trụ; hoặc tàu vũ trụ có thể tự động bắt đầu chuỗi hành động nếu phát hiện vấn đề trên tên lửa. Điều này sẽ khiến cho tám động cơ rocket SuperDraco trên tàu vũ trụ phát hỏa và nâng nó lên khỏi tên lửa.

Một thoát khẩn cấp trên sàn chủ yếu là để bảo vệ phi hành gia khỏi nguy cơ nổ trong 45 phút khi tên lửa được nạp nhiên liệu. Một vụ nổ trên sàn chỉ xảy ra một lần trong lịch sử của SpaceX; vào năm 2016, công ty đã mất một tên lửa Falcon 9 và tải trọng vệ tinh của nó trong quá trình nạp nhiên liệu. “SpaceX từ đó đã tiến hành các điều chỉnh để giúp giảm thiểu điều đó,” Zeb Scoville, giám đốc chuyến bay của NASA cho nhiệm vụ Demo-2 nói. “Nhưng đó chính là loại tình huống mà thoát khẩn cấp trên sàn bảo vệ.”

Tuy nhiên, đó là một sự kiện tàn khốc đối với các hành khách trên tàu vũ trụ. Trong vài giây, tàu con từ đứng yên chuyển sang lao vút lên bầu trời với vận tốc khoảng 350 dặm mỗi giờ. Trong quá trình thoát khẩn cấp, phi hành gia trải qua lực lượng lớn hơn bốn lần trọng lực, leo lên khoảng một dặm rưỡi trước khi tàu con hạ cánh trên Đại Tây Dương dưới dù. Đó là một động tác cực kỳ cho những tình huống khẩn cấp cực kỳ.

Nếu phi hành gia cần được sơ tán trong những tình huống không khẩn cấp, họ có thể di chuyển xuống mặt đất trên một dây cáp treo gắn trên tháp. Ví dụ, nếu cuộc phóng được hủy sau khi tên lửa đã được nạp nhiên liệu, quy trình bình thường là giữ phi hành gia trong tàu con cho đến khi nhiên liệu được hút cạn. Sau đó, họ có thể xuống từ tháp theo cùng cách họ đã đi lên. Nhưng nếu có vấn đề khi hút chất nhiên liệu, quan trọng là phải đưa phi hành đoàn ra xa tên lửa hoạt động ngay lập tức để có thể sửa chữa vấn đề. Việc kích hoạt thoát khẩn cấp trong trường hợp như vậy không hợp lý, vì vậy thay vào đó, họ sử dụng dây cáp treo để di chuyển nhanh chóng.

Thoát Khẩn Cấp Trên Không

Hệ thống thoát khẩn cấp của Crew Dragon vẫn được kích hoạt trong suốt hành trình vào không gian. Sau khi phóng, Scoville nói rằng quyết định thoát khẩn cấp được đưa ra bởi phần mềm của Crew Dragon, vì bất kỳ vấn đề nào xảy ra sẽ diễn ra trong một phần nhỏ của giây. “Bạn không thể dựa vào thời gian phản ứng của người điều khiển chuyến bay hoặc phi hành đoàn để thực hiện những hành động đó,” ông nói.

Các máy tính trên Crew Dragon đang theo dõi những thay đổi không mong đợi về gia tốc hoặc bất kỳ sự sai lệch nào so với quỹ đạo bay dự kiến. NASA chia giai đoạn đi lên của tên lửa thành bảy “giai đoạn thoát khẩn cấp.” Mỗi giai đoạn của cuộc phóng có các thông số khác nhau có thể kích hoạt thoát khẩn cấp và giao thức về cách kiểm soát tàu con. Đó là một sự cân bằng tinh tế - hệ thống thoát khẩn cấp phải hoạt động mỗi khi cần, nhưng không được quá nhạy cảm để kích hoạt khi mọi thứ diễn ra bình thường. Scoville nói rằng việc thiết lập các thông số chính xác đã đòi hỏi phải chạy hàng ngàn mô phỏng máy tính với những thay đổi thông số ngẫu nhiên đối với các máy tính trên tàu con để xem chúng phản ứng như thế nào.

Phần khó nhằn nhất của cuộc phóng xảy ra trong giai đoạn thoát khẩn cấp thứ hai. Đây là điểm căng thẳng động học tối đa được biết đến với tên gọi “max q,” diễn ra khoảng một phút rưỡi sau khi phóng. Tên lửa di chuyển với vận tốc khoảng 1.500 dặm mỗi giờ và áp suất động học tạo ra cho tàu con trong thời điểm max q là lúc tệ nhất để thoát khẩn cấp. Nhưng cũng là khoảng thời gian trong cuộc phóng khi mọi thứ có thể xảy ra sai lầm nhất.

Vào tháng 1, SpaceX đã thành công trong việc thực hiện một cuộc thử nghiệm thoát khẩn cấp trên không không có người lái để chứng minh rằng Crew Dragon vẫn có thể rời khỏi tên lửa nếu có sự cố xảy ra trong max q. Khi tên lửa vào giai đoạn max q, trung tâm điều khiển nhiệm vụ của SpaceX đã tắt động cơ. Tàu con tự động nhận biết rằng có điều gì đó không ổn, bật động cơ SuperDraco và rời xa tên lửa Falcon 9 khi nó bị nổ tung trong không khí. Tàu con tiếp tục di chuyển vào tầng bình lưu trước khi bắt đầu hạ xuống Trái Đất và đáp xuống Đại Tây Dương dưới dù.

Một cuộc thoát khẩn cấp trong chuyến bay là ác mộng của mọi phi hành gia. Chúng chỉ xảy ra vài lần trong lịch sử bay vũ trụ, nhưng NASA dành rất nhiều thời gian chuẩn bị cho phi hành đoàn của mình trong trường hợp cần thiết. “95% công việc đào tạo chúng tôi tập trung vào những điều mà chúng tôi có thể dự đoán nhưng chúng tôi hy vọng không bao giờ xảy ra,” Nick Hague, phi hành gia của NASA, người sống sót sau một cuộc thoát khẩn cấp trong một nhiệm vụ đến trạm không gian vào năm 2018 chia sẻ. Đó là cuộc thoát khẩn cấp có người lái đầu tiên sau 35 năm.

Khoảng hai phút sau khi bay, Hague cho biết tàu con Soyuz của Nga bắt đầu rung lắc mạnh từ bên này sang bên kia, một cảnh báo vang lên, và một đèn cảnh báo màu đỏ lớn bắt đầu nhấp nháy. Trước khi anh nhận ra đang xảy ra chuyện gì, tên lửa đã tan rã và hệ thống thoát khẩn cấp tự động của Soyuz đã đẩy họ lên an toàn. Khó mà tưởng tượng được một tình huống căng thẳng hơn, nhưng Hague nói rằng không có đủ thời gian trong tình huống khẩn cấp để sợ hãi. “Bạn tập trung như tia laser vào nhiệm vụ và cố gắng chẩn đoán tình huống của bạn để xem có gì bạn cần phản ứng,” Hague chia sẻ. “Bạn biết rằng cơ hội sống sót tốt nhất của bạn là thực hiện thủ tục này hoàn hảo.”

Trong hầu hết các trường hợp, một cuộc thoát khẩn cấp trong chuyến bay có nghĩa là nhiệm vụ đã kết thúc. Nếu nó xảy ra trong Demo-2, tàu con sẽ hạ cánh xuống Đại Tây Dương, nơi nó sẽ được đội Task Force 45, một đơn vị binh lính Lực Lượng Vũ trụ được đào tạo đặc biệt để giải cứu phi hành gia, thu hồi. 150 binh lính sẽ được đặt chiến lược dọc theo quỹ đạo bay của tên lửa trên Bờ Đông Hoa Kỳ và tại Hawaii trong trường hợp có sự cố xảy ra sau khi tàu con vào quỹ đạo. Nhưng nếu thoát khẩn cấp được kích hoạt trong vài giây cuối cùng của giai đoạn đốt động cơ giai đoạn trên cùng của tên lửa, cũng có khả năng Behnken và Hurley sẽ thoát khẩn cấp vào quỹ đạo. Nếu tàu con vẫn còn trong điều kiện tốt và còn đủ nhiên liệu sau khi thoát khẩn cấp vào quỹ đạo, Scoville nói rằng có khả năng họ có thể tiếp tục đến trạm không gian.

Thoát Khẩn Cấp Trong Không Gian

Nếu mọi thứ diễn ra tốt trong quá trình phóng, Behnken và Hurley sẽ dành gần một ngày đầy đủ trong quỹ đạo để bắt kịp Trạm Không Gian Quốc Tế. Trong khoảng thời gian đó, họ sẽ tập trung vào việc chạy các bài kiểm tra để chứng minh rằng tàu con có thể thực hiện mọi thứ như dự kiến. Nhưng nếu có điều gì đó xảy ra không đúng, họ cũng có lựa chọn trở về Trái Đất sớm.

Có nhiều sự kiện có thể khiến cho Behnken và Hurley phải hủy bỏ một nhiệm vụ khi họ đã ở trong quỹ đạo. Những sự kiện này từ việc mất áp suất đến hỏa hoạn trong khoang, cả hai đã xảy ra trong các nhiệm vụ có người lái trước đó. Trên thực tế, mất áp suất là nguyên nhân dẫn đến cái chết duy nhất được biết đến trong không gian. Vào năm 1971, ba phi hành gia trở về từ một nhiệm vụ đến Trạm vũ trụ Salyut 1 đã chết sau khi một van áp suất trong tàu con bị hỏng và khoang nhà biến thành hộp hút chỉ trong vài giây.

Crew Dragon có nhiều hệ thống phòng thủ chống lại loại thảm họa này. Trong trường hợp có rò rỉ nhỏ do một thành phần lỗi hoặc va chạm từ vụ rác không gian, tàu con có thể bơm thêm ôxy và nitơ vào khoang nhà để duy trì áp suất cho đến khi phi hành đoàn trở về Trái Đất hoặc đến Trạm vũ trụ. Nhưng nếu khe hở quá lớn không thể bịt kín bằng khí, bộ đồ bay của Behnken và Hurley có thể được tăng áp và cung cấp ôxy, biến chúng thành các tàu vũ trụ dành cho một người. Tùy thuộc vào giai đoạn của nhiệm vụ, có thể họ có thể tiếp tục đến Trạm vũ trụ ngay cả khi khoang nhà là một không gian hút.

“Bộ đồ bay giống như một hệ thống thoát hiểm, và được thiết kế để chỉ được sử dụng khi bạn đang trải qua một ngày rất tồi tệ,” Garrett Reisman, một cựu phi hành gia NASA cũng đã làm giám đốc các hoạt động phi hành đoàn của SpaceX nhiều năm. “Rất tốt khi biết nó có mặt, nhưng bạn hy vọng bạn không bao giờ cần phải sử dụng nó cho mục đích dự định.”

Nếu NASA quyết định hủy bỏ một nhiệm vụ khi Behnken và Hurley đã ở trong không gian, họ sẽ kích hoạt tàu con thực hiện một lực đốt để quay lại vào bầu khí quyển. Tại điểm đó, lực kéo sẽ bắt đầu phát huy tác dụng và kéo tàu vũ trụ trở lại gần mặt đất. Nếu đó là một tình huống khẩn cấp, NASA có thể chọn đưa tàu con quay trở lại Trái Đất ngay lập tức, ngay cả khi điều đó có nghĩa là hạ cánh giữa Thái Bình Dương.

Nếu không có vấn đề, trung tâm điều khiển sẽ dành thời gian để đánh giá vị trí hạ cánh khẩn cấp tốt nhất dựa trên thời tiết và vị trí của đội cứu hộ. Behnken và Hurley có đủ thức ăn, nước và ôxy cho tới bốn ngày trên quỹ đạo, nên không có lý do để vội vã trừ khi tình hình đòi hỏi. “Thường thì, khi bạn cảm thấy mình bị vội vã, bạn cần phải chậm lại để tránh mắc sai lầm và tự đẩy mình vào tình huống khó khăn,” Scoville chia sẻ.

Giả sử mọi thứ diễn ra tốt trong chuyến bay, Behnken và Hurley sẽ dành tới ba rưỡi tháng sống và làm việc trên trạm không gian. Khi họ sẵn sàng trở về nhà, họ sẽ lên tàu Crew Dragon để trải qua chuyến trở về Trái Đất kéo dài một ngày. Kế hoạch là cho tàu con hạ xuống ngoài khơi bờ biển Florida, nơi nó sẽ được tàu GO Navigator của SpaceX thu hồi. Khi nói về du hành không gian với con người, kịch bản thoát khẩn cấp tốt nhất là kịch bản không bao giờ xảy ra.

Những điều Tuyệt Vời Hơn từ Mytour

• Cuộc thú nhận của Marcus Hutchins, kẻ hack đã cứu lấy internet
• Người đã phát minh ra bánh xe? Và họ đã làm thế nào?
• 27 ngày ở vịnh Tokyo: Điều gì đã xảy ra trên Diamond Princess
• Tại sao người nông dân đổ sữa, ngay cả khi mọi người đang đói
• Mẹo và công cụ để tự cắt tóc tại nhà
• 👁 Trí tuệ nhân tạo phát hiện ra một liệu pháp tiềm năng cho Covid-19. Ngoài ra: Nhận thông tin mới nhất về trí tuệ nhân tạo
• 🏃🏽‍♀️ Muốn có những công cụ tốt nhất để khỏe mạnh? Hãy xem lựa chọn của nhóm Gear cho các thiết bị theo dõi sức khỏe tốt nhất, trang thiết bị chạy bộ (bao gồm giày và tất) và tai nghe tốt nhất