Tàu con thoi Clumbia

Tàu con thoi Columbia (OV-102) là con tàu cổ nhất trong số 5 tàu con thoi của NASA. Công việc chế tạo nó bắt đầu vào năm 1975. Vào tháng 8/1981, Columbia trở thành tàu con thoi đầu tiên bay vào không gian sau các chuyến bay thử nghiệm thành công của con tàu mẫu Enterprise.

Chuyến bay đầu tiên - trên tàu có nhà du hành kỳ cựu John Young và Robert Crippen - báo hiệu một kỷ nguyên mới trong lĩnh vực khám phá không gian. Columbia là con tàu không gian đầu tiên có thể tái sử dụng của thế giới. Trước đó, các chuyến bay có người lái vào không gian hạn chế ở những tên lửa lớn, đắt tiền, chỉ có thể sử dụng một lần. Challenger ra đời vào năm 1982 song bị phá huỷ 4 năm sau đó, tiếp theo là tàu Discovery (1983), Atlantis (1985) và Endeavour (1991, được chế tạo với tư cách là tàu thay thế cho Chanllenger). Enterprise, được sử dụng trong các cuộc thử nghiệm tới gần quỹ đạo cũng như hạ cánh. 

Trong chuyến bay thứ hai vào tháng 11/1981, các nhà du hành trên tàu Columbia đã thực hiện các thí nghiệm khoa học đầu tiên. Họ cũng thử nghiệm cánh tay robot của tàu. Columbia tiếp tục thực hiện thêm 27 chuyến bay thành công nữa. Vào năm 1996, các nhà du hành trên tàu Columbia đã lập kỷ lục: ở trên quỹ đạo 35 ngày. Mặc dù là con tàu cổ nhất trong đội tàu (Columbia, Challenger, Discovery, Atlantis và Endeavour), Columbia đã được đại tu, sửa chữa nhiều lần. Columbia thường được gọi là OV-102. Trọng lượng rỗng của nó là 71.862,2kg và 80.812 kg khi được lắp các động cơ chính. 

Nhiệm vụ cuối cùng

Vào lúc 22h39 ngày 16/1, tàu con thoi Columbia đã rời Trung tâm vũ trụ Kennedy, bay vào quỹ đạo trái đất an toàn, mang theo nhà du hành vũ trụ người Israel đầu tiên - Ilan Ramon. Lần phóng này diễn ra trong tình trạng an ninh cực kỳ nghiêm ngặt với những lo ngại về nguy cơ khủng bố, đặc biệt là khi có mặt của nhà du hành người Israel này.

Phi hành đoàn trên tàu Columbia

Ramon, phi công lái máy bay chiến đấu trong Lực lượng không quân Israel, đã được huấn luyện tại NASA kể từ năm 1998 để chuẩn bị cho chuyến bay. Ban đầu chuyến bay được dự định vào năm 2000 song bị trì hoãn do các vấn đề về bảo dưỡng đội tàu vũ trụ và những chuyến bay ưu tiên tới ISS. Hàng chục nghìn người xem tập trung dọc theo bãi biển Space Coast của Florida trong tình trạng an ninh nghiêm ngặt để theo dõi con tàu cao 18 tầng bay vút vào bầu trời quang đãng.

6 nhà du hành còn lại đến từ Nga, Canada, Mexico, Pháp, Ukraina và Ảrập Xêút. Nhà du hành của Ảrập Xêút là một thành viên của hoàng tộc có nhiệm vụ triển khai một vệ tinh của nước này. Tàu Columbia mang theo hơn 80 thí nghiệm và 4 tấn thiết bị nghiên cứu. Đây là con tàu đầu tiên không tới thăm Trạm vũ trụ quốc tế hoặc Kính thiên văn vũ trụ Hubble trong gần 3 năm qua.

Trong quỹ đạo, Ramon và 6 nhà du hành vũ trụ khác chia thành hai nhóm để tiến hành nghiên cứu liên tục trong 16 ngày. Husband, Ramon, Kalpana Chawla và Laurel Clark ở nhóm đỏ, làm ca ngày dựa theo giờ ở Houston. McCool, Mike Anderson và David Brown ở nhóm xanh và làm ca đêm. Phạm vi nghiên cứu rất rộng bao gồm sinh học, y học, khoa học vật lý và công nghệ. Đa phần công việc được tiến hành trong một phòng thí nghiệm lớn, điều áp, nằm ở khoang chứa hàng của tàu con thoi. Nó được nối với cabin của phi hành đoàn bằng một đường hầm

Các thí nghiệm liên quan tới nhiều mẫu: tế bào ung thư, nấm, một số loài gặm nhấm, nhện, ong, cá, kiến và tằm cũng như chính bản thân các nhà du hành. Họ mang các thiết bị cảm biến để đo những thay đổi chức năng sinh lý của họ trong quỹ đạo. Các nhà khoa học hy vọng học được cách chống lại những tác động của tình trạng phi trọng lực. Theo thời gian, tình trạng này có thể khử chức năng miễn dịch, giảm mật độ xương và làm suy yếu cơ. Phi hành đoàn cũng sẽ trồng đỗ tương và tinh thể. Họ sử dụng một buồng đốt để nghiên cứu các phương pháp dập lửa rẻ tiền.

Một thí nghiệm thu hút được nhiều sự quan tâm là Thí nghiệm bụi Israel Địa Trung Hải (MEIDEX). Mặc dù được huấn luyện để tiến hành nhiều thí nghiệm khác song nhiệm vụ chính của Ramon là theo dõi các cơn bão bụi trên trái đất. MEIDEX liên quan tới việc hướng một camera đặc biệt vào bụi trong khí quyển và chụp ảnh. Cùng lúc đó, các máy bay sẽ đo khu vực đó của bầu trời. Cùng với nhiều số đo thu được từ các trạm mặt đất, các nhà khoa học sẽ phân tích dữ liệu này say chuyến bay và cố gắng tìm hiểu tác động của bụi tới khí hậu toàn cầu.

Chuyến trở về không may mắn

Sau 16 ngày làm việc liên tục trên quỹ đạo, 7 nhà du hành phấn khởi trở về trái đất vào ngày 1/2. Vài phút trước khi đáp xuống Trung tâm vũ trụ Kennedy, Florida, tàu nổ tung trên bầu trời Texas, cướp đi sinh mạng của 7 nhà du hành vũ trụ. Nguyên nhân của tai nạn thảm khốc này vẫn chưa được làm rõ.

Ban đầu, các nghi ngờ tập trung vào những vấn đề liên quan tới cánh trái của tàu sau khi những bức ảnh, được chụp khoảng 81 giây sau khi phóng, cho thấy một mảnh bọt vỡ bắn ra khỏi thùng nhiên liệu ngoài của tàu và va vào mặt dưới của cánh trái. Mảnh bọt vỡ đó làm hỏng 1 tấm chống nhiệt, có thể dẫn tới vụ nổ tàu trong điều kiện cực kỳ nóng khi nó đi vào khí quyển trái đất. Trong những dây phút cuối cùng của tàu con thoi, các thiết bị cảm biến cho thấy nhiệt độ gia tăng ở bên cánh trái. Nhiệt độ ở mũi tàu và mép trước cánh trái là cao nhất khi tàu đi vào khí quyển trái đất. 

Sau đó, khả năng này bị loại trừ. Tại một cuộc họp báo ở Trung tâm vũ trụ Johnson ở Houston, Giám đốc chương trình tàu con thoi của NASA, Ron Dittemore, cho biết mảnh bọt bị vỡ khỏi bình nhiên liệu ngoài ngay sau khi tàu Columbia rời trái đất nặng khoảng 1,2kg và di chuyển với tốc độ 213m/s. Nó không đủ nặng cũng không đủ nhanh để làm hư hỏng các tấm chống nhiệt của tàu con thoi. Dittemore nói: ''Chúng tôi tin có một điều gì khác. Phải có một lý do nữa''. 

Sau khi tiếp tục điều tra, các kỹ sư của NASA cho biết họ tin chắc bánh hạ cánh bên trái của tàu con thoi Columbia bị thủng. Điều này làm cho khí siêu nóng xâm nhập vào cánh trái trong suốt những phút cuối cùng trước khi tàu tiếp đất.

Một phân tích sơ bộ, được công bố vào chiều 13/2, đã xác định rằng nhiệt độ trong bánh hạ cánh bên trái quá nóng. Do đó, một tấm chống nhiệt duy nhất bị hỏng không thể gây ra sự gia tăng nhiệt lớn này. Khí siêu nóng có thể đạt tới nhiệt độ xấp xỉ 3.000 độ F. Thành trong của bánh được làm bằng nhôm không có vỏ thép. Nhôm này tan chảy ở khoảng 1.220 độ F.

NASA sẽ tiếp tục phân tích trong khi tìm kiếm kịch bản để giải thích lỗ thủng ở bánh trái và chỉ ra cách khí nóng xâm nhập bánh trái hoặc ở những nơi khác trên cánh. Các bản báo cáo trước đó rằng bánh hạ cánh bên trái của Columbia bị hạ thấp không đúng cách vài phút trước khi nó nổ tung trên bầu trời đã bị loại trừ. Chỉ có một bộ phận cảm biến trên boong tàu thông báo rằng bánh hạ cánh đã bị hạ thấp. Những bộ phận cảm biến khác không ủng hộ kịch bản này.

Trọng tâm của cuộc điều tra vẫn tập trung bánh hạ cánh bên trái. Các thành viên của Uỷ ban điều tra tai nạn tàu Columbia không tin việc mất một tấm chắn nhiệt gây ra lỗ thủng ở bánh này. Họ đang tiến hành phân tích để xem xét khả năng nhiều tấm chống nhiệt gần cửa bị rời ra; bộ phận đệm giữa cửa và thân tàu bị hỏng; hoặc mất một tấm chắn nhiệt ở mép trước cánh trái. Mép phía trước của cánh được phủ 22 tấm carbon tăng cường. Mất tấm chống nhiệt sẽ làm cho mép nhôm phẳng của cấu trúc cánh phía dưới hứng chịu sức nóng cực cao. Sức nóng đó sẽ nhanh chóng lan tới bánh hạ cánh.

NASA cũng đang xem xét những khả năng khác chẳng hạn như tàu Columbia va chạm với một thiên thạch hoặc với rác thải không gian trong khi đang ở trong quỹ đạo. Hình ảnh radar của Bộ Tư lệnh phòng vệ không gian vũ trụ Bắc Mỹ tại Căn cứ không quân Peterson, Colorado, chuyên theo dõi các vật thể không gian và vệ tinh trong quỹ đạo, cho thấy một vật gì đó chậm chạp rời xa tàu Columbia vào ngày 17/1. Nó có thể là manh mối dẫn tới nguyên nhân của thảm hoạ tồi tệ nhất này kể từ khi tàu con thoi Challenger nổ tung vào năm 1986. Theo các quan chức NASA, đó có thể là mảnh vụn không gian, một sao băng nhỏ, một mảnh của tàu Columbia hoặc băng được hình thành từ nước thải của tàu.Thi thể của các nhà du hành cũng đã được nhận dạng xong.

Thảm hoạ Columbia và số phận của trạm ISS

Các tàu con thoi của Mỹ thường chở một nhóm gồm 7 phi hành gia, nhiên liệu, thiết bị khoa học và module mới lên trạm vũ trụ trị giá 95 tỷ USD này.  Nó cũng giữ cho ISS ở quỹ đạo ổn định. Tuy nhiên, NASA đã đình chỉ hoạt động của 3 tàu con thoi còn lại (Discovery, Atlantis và Endeavour) kể từ khi tàu Columbia nổ tung .

Không có tàu con thoi, ISS phải phụ thuộc vào phi thuyền của Nga - tàu chở hàng Tiến bộ và phi thuyền có người lái Soyuz - để có thể hoạt động. Theo Cơ quan vũ trụ của Nga, số nhà du hành thường trực trên Trạm vũ trụ quốc tế (ISS) có thể bị cắt giảm xuống còn 2 người, khi 16 nước tham gia xây dựng trạm đang nỗ lực giữ nó trong quỹ đạo mà không có sự trợ giúp của các tàu con thoi.

Giảm ''biên chế'' một nhà du hành vũ trụ trong thời gian ngắn sẽ giúp ISS tiết kiệm nước, thực phẩm và nhiên liệu trong quỹ đạo cũng như tăng thêm hàng hoá mà Soyuz mang lên trạm. Soyuz được thiết kế có thể chở được 3 nhà du hành vũ trụ về trái đất trong trường hợp khẩn cấp. Phi thuyền cứu hộ này được thay thế 6 tháng một lần.

Một phát ngôn viên của Cơ quan vũ trụ Rosavikosmos, Nga, cho biết: ''Giảm số nhà du hành trên ISS xuống còn 2 người chỉ là một trong số sự chọn lựa mà chúng tôi đang xem xét''. Trong tương lai, các nhà du hành trên ISS sẽ gồm một người Mỹ và một người Nga được lựa chọn từ danh sách do NASA và Rosaviakosmos lập. Hiện có 3 nhà du nhà vũ trụ sống và làm việc trên ISS từ tháng 11 năm ngoái: Chỉ huy trạm Kenneth Bowersox (người Mỹ), sĩ quan khoa học Donald Pettit và kỹ sư bay Nikolai Budarin (người Nga).

Theo kế hoạch, ba nhà du hành sẽ trở về trái đất vào tháng ba trên tàu Atlantis. Tuy nhiên, có lẽ họ phải đợi phi thuyền Soyuz. Phi thuyền sẽ tới trạm sớm nhất là vào tháng 4. Phát ngôn viên trên cho biết: ''Chúng tôi đã làm điều này trong quá khứ trên trạm vũ trụ Mir, nơi công việc cũng tương tự công việc trên ISS. Chuyện đó không có gì phức tạp''. Ba nhà du hành này cũng đã cho phép NASA để họ trên trạm trong thời gian một năm hoặc dài hơn nữa.

Mir - trạm vũ trụ lớn cuối cùng của Nga - đã được cho lao xuống Thái Bình Dương cách đây 2 năm sau khi bay vòng quanh trái đất trong 15 năm. Trong suốt thời gian này, do thiếu tiền mặt nên Rosaviakosmos buộc phải giảm số nhà du hành trên Mir xuống còn 2 người và thậm chí là cho trạm ngừng hoạt động trong một thời gian.

(Minh Sơn - Tổng hợp)