Buzz
Floating Instrument Platform (FLIP) là một con tàu đặc biệt của Hải quân Mỹ, có thể tự làm chìm mình để chuyển từ trạng thái ngang sang dọc. RP FLIP đã hoạt động từ thập niên 60 của thế kỷ trước, chuyên thực hiện các nghiên cứu về sóng âm dưới biển. Dù Hải quân Mỹ đã lên kế hoạch phá dỡ FLIP vào năm 2023, nhưng con tàu độc đáo này đã được cứu. Một công ty châu Âu đã mua lại FLIP và dự định tân trang con tàu với công nghệ tiên tiến để tiếp tục các nghiên cứu dưới đại dương.Trang New Atlas mô tả: "Nếu bạn từng có cơ hội lên tàu ngoài khơi bờ tây Hoa Kỳ trong những năm 1960, bạn có thể đã chứng kiến cảnh tượng kỳ lạ của một con tàu giống như đang chìm, giống tàu Titanic, chuẩn bị biến mất dưới làn sóng." Đây là hình ảnh thường thấy khi FLIP hoạt động trong suốt 60 năm qua và nó vẫn ổn!
Một con tàu có thể lật ngược! Cảm hứng đến từ... cây lau nhà:
FLIP được phát triển ban đầu để cung cấp một nền tảng ổn định, giúp đo lường những dao động nhỏ về pha và biên độ của sóng âm dưới đại dương. Nghiên cứu này thuộc chương trình SUBROC (SUBmarine ROCket) của Hải quân Mỹ, nhằm thử nghiệm một loại tên lửa được phóng từ ống phóng ngư lôi của tàu ngầm. Sau khi phóng, động cơ tên lửa đẩy với nhiên liệu rắn sẽ kích hoạt, đẩy SUBROC lên khỏi mặt nước. Tên lửa sau đó sẽ bay theo quỹ đạo đạn đạo và khi đến một độ cao nhất định, nó sẽ thả một quả bom chìm mang đầu đạn hạt nhân 25 kiloton, nhằm tấn công tàu ngầm địch.
Hải quân Mỹ đã chế tạo thành công tên lửa UUM-44 SUBROC, dài 6,7 m và có đường kính 53 cm (tương đương với 21" – phóng từ ống phóng ngư lôi 21" tiêu chuẩn). Tầm bay của tên lửa này lên đến 55 km với vận tốc cận âm và mang theo bom chìm hạt nhân W55. Tuy nhiên, Hải quân Mỹ gặp phải một vấn đề lớn là không thể thu thập dữ liệu dưới nước cần thiết để đánh giá hiệu quả của tên lửa.
Cách đơn giản nhất để thu thập dữ liệu là nghe âm thanh do SUBROC phát ra khi được phóng và khi đầu đạn được thả xuống nước. Tuy nhiên, việc đo âm thanh dưới biển, đặc biệt là ở độ sâu lớn, là một thách thức lớn, vì sóng âm sẽ bị ảnh hưởng bởi sự thay đổi về nhiệt độ và độ mặn của nước biển, cũng như phản xạ từ đáy biển không bằng phẳng và độ dốc của nó.
Hai nhà nghiên cứu trong dự án SUBROC, Fred N. Spiess và Fred H. Fisher, đã sử dụng tàu ngầm USS Baya, một tàu ngầm lớp Balao đã tham chiến trong Thế chiến thứ 2 và sau đó được cải tạo thành tàu ngầm nghiên cứu, để thực hiện các phép đo thủy âm. Tuy nhiên, sau một số lần ra khơi, USS Baya đã không phù hợp làm nền tảng đo đạc dù nó có cảm biến thủy âm cỡ lớn. Đặc biệt, khi tàu chìm sâu 90 m, các sóng làm tàu chuyển động lên xuống theo phương ngang với biên độ quá lớn, khiến việc đo đạc trở nên gần như không thể. Thêm vào đó, họ không thể thu thập các thông số tham chiếu bằng quang học hay điện từ từ nguồn âm thanh, và không thể xác định được âm thanh phát ra từ đâu.
Ý tưởng về FLIP xuất hiện khi Spiess gặp nhà nghiên cứu Allyn Vine tại Viện Hải dương học Woods Hole. Trong một lần tình cờ quan sát một cây lau nhà trôi nổi trong nước, Vine đã nhận thấy rằng độ ổn định của một vật thể dài, hẹp và nửa nổi nửa chìm trong vùng nước động có thể giúp thực hiện các phép đo thủy âm chính xác hơn ở độ sâu lớn. Vì vậy, Fisher và Spiess quyết định chế tạo một nền tảng ổn định với các yêu cầu đặc biệt.
- Độ chìm của tàu phải đạt 90 m để có thể gắn cảm biến thủy âm.
- Yêu cầu về độ tĩnh âm (do đó thiết kế thân tàu cần được ngập hoàn toàn gần thiết bị thu âm dưới nước, nhằm tránh phản xạ âm thanh không mong muốn).
- Thân tàu phải có độ chịu xoắn cao, để cảm biến thủy âm có thể được định vị chính xác tại độ sâu 90 m dưới mặt nước, so với điểm tham chiếu quang học cố định trên mặt nước.
- Phải có một phòng thí nghiệm điện tử trên mặt nước để duy trì liên lạc hình ảnh, vô tuyến và radar với tàu khác.
- Khả năng neo đậu tại cảng với mớn nước tối thiểu 4,5 m.
Fisher và Spiess đã thử nghiệm các mô hình tỷ lệ 1/10 để thiết kế tàu có thể lật. Ý tưởng đơn giản là làm ngập các két dằn bằng cách mở van để nước tràn vào một cách có kiểm soát. Các két này phải chịu được áp suất lớn trong suốt quá trình lật tàu, tránh tình trạng tàu chìm quá nhanh khi nước được phép tràn vào. Việc chia mỗi két thành hai phần trên và dưới và thêm lớp vật liệu dằn ở sống đáy tàu giúp tàu có thể chìm một cách an toàn.
FLIP được chế tạo trong vòng 6 tháng.
FLIP là một con tàu dài 108 m, rộng 8 m và có giãn nước 700 tấn, được thiết kế giống như một cây măng tây bằng thép màu xám khổng lồ, với mũi tàu hẹp. Con tàu có 4 boong dựng đứng 90 độ, giống như 4 bức tường song song, và các cầu thang lại được đặt ngang trên các boong. Để đảm bảo độ yên tĩnh cần thiết, FLIP không có động cơ mà được kéo đến các khu vực nghiên cứu bằng một tàu kéo. Khi tàu di chuyển ở trạng thái ngang, mớn nước chỉ 3,83 m, nhưng khi vào vị trí và chuyển sang trạng thái thẳng đứng, mớn nước sẽ lên tới 91 m. Để thay đổi hình dạng, các két dằn được hút không khí ra, cho phép nước tràn vào có kiểm soát. Sau vài phút, phần đuôi tàu chìm xuống và mũi tàu từ từ nổi lên, các boong dựng đứng chuyển thành nằm ngang, tạo không gian cho các phòng thí nghiệm nổi như thiết kế ban đầu.
Các thiết bị trên FLIP được thiết kế như một ngôi nhà ngược. Ví dụ, hai bồn rửa mặt được đặt vuông góc với nhau, giúp người trên tàu có thể sử dụng được dù tàu nằm ngang hay dọc. Các động cơ diesel 200 hp, dùng để vận hành máy bơm két dằn và phát điện, được lắp trên trục xoay để luôn đảm bảo động cơ luôn ở tư thế ngang bất kể tàu ở vị trí nào. Khi tàu lật theo góc vuông, phần thân và đuôi tàu chìm hoàn toàn và ổn định dưới nước, tạo điều kiện lý tưởng để đặt các cảm biến đo đạc mà không bị ảnh hưởng nhiều từ sóng biển. Ngoài ra, tàu còn có một trục dọc theo thân tàu, nơi ánh sáng phân cực chiếu qua giúp các nhà nghiên cứu đo đạc chính xác mọi biến dạng của tàu do tác động của sóng.
RP FLIP tại cảng San Diego năm 1965.
FLIP có đủ không gian cho 5 thủy thủ và tối đa 11 nhà khoa học. Tàu thường xuất phát từ Phòng thí nghiệm vật lý biển Scripps tại San Diego, California, và chủ yếu hoạt động ở vùng biển ngoài khơi San Diego. Đôi khi, tàu được kéo đến Hawaii hoặc bờ Đông Hoa Kỳ. FLIP phục vụ cho chương trình SUBROC, nhưng cũng được thiết kế để thu thập dữ liệu khí tượng. Tàu có thể được trang bị các thiết bị khác nhau để nghiên cứu các vấn đề hải dương. Ví dụ, FLIP đã được sử dụng để nghiên cứu các sóng do bão hình thành ở Nam Thái Bình Dương và độ sâu mà cá voi có thể lặn tới.
Lần ra khơi cuối cùng của FLIP diễn ra vào cuối năm 2017. Mặc dù có kế hoạch nâng cấp con tàu, nhưng chi phí dự kiến lên tới 8 triệu đô la. Sau đại dịch COVID-19 và nguồn tài trợ bị cắt giảm, Văn phòng nghiên cứu Hải quân đã quyết định tháo dỡ tàu. Vào tháng 8 năm 2023, FLIP đã được kéo đến một bãi phế liệu ở Mexico, nhưng may mắn thay, trước khi bị phá hủy, con tàu đã được công ty kỹ thuật hàng hải đại dương DEEP mua lại.
Vào ngày 23 tháng 10 năm 2023, DEEP chính thức thông báo việc mua lại FLIP và có kế hoạch nâng cấp, hiện đại hóa con tàu để phục vụ cho các nhiệm vụ khám phá đại dương. Tom Hutton, người đứng đầu bộ phận lên kế hoạch và thực hiện nhiệm vụ tại DEEP, cho biết ông rất mong được chứng kiến con tàu quay trở lại hoạt động với các công nghệ tiên tiến nhất.
Không chỉ được trang bị công nghệ hiện đại, FLIP sẽ được cải tạo không gian sống để đáp ứng nhu cầu của thủy thủ đoàn. DEEP đã thiết kế một không gian sống có tên Sentinal, cho phép các thành viên thủy thủ đoàn sống thoải mái dưới nước ở độ sâu lên đến 200 m trong tối đa 28 ngày mỗi lần.
Hiện tại, FLIP đã được kéo từ Mexico về một xưởng đóng tàu ở La Ciotat, miền Nam nước Pháp, nơi công tác tân trang sẽ diễn ra trong vòng 18 tháng tới.
DEEP; Scripps; New Atlas
