Phòng thí nghiệm dưới đại dương của Nasa

Chúng tôi lên tàu ra địa điểm trong vài giờ để quay video các phi hành gia đang test thiết bị và kỹ thuật dưới đáy biển.
Khi NASA muốn tiến hành các cuộc thăm dò mặt trăng và sao hỏa, các phi hành gia phải lặn xuống trạm thí nghiệm dưới đại dương, có tên gọi Aquarius – phục vụ nghiên cứu y khoa không gian. Để tìm hiểu công việc của phòng thí nghiệm đặc biệt này, bác sĩ phẫu thuật Kamler đã có chuyến đi thực tế và thực hiện cuộc phóng sự dưới đây.
Key Largo, Fla, 17.4 – Trước 7 giờ sáng hôm nay, tôi lái xe dọc theo con đường cụt yên tĩnh chạy thẳng đến ngôi nhà trát vữa stucco màu xanh không có gì đặt biệt, với mặt tiền nhìn ra con kênh, ở Key Largo. Qua khỏi cánh cổng, khung cảnh bày ra trước mắt là cả trăm cái bồn khổng lồ bằng nhôm và thép cùng chia sẻ không gian với trạm bơm để lọc và trộn khí, xung quanh là một dãy dài đến chóng mặt các bộ khí nén hiện đại nhất của thợ lặn treo trên bức tường, trần nhà, mặt nóc thùng … Bên trong căn phòng lớn là hai phụ nữ và hai người đàn ông – tất cả đều đi chân trần, mặc quần sooc và áo thun – ngồi quanh bàn ăn hay nằm ườn trên giường. Người thì nói chuyện vào speaker phone, người lắng nghe và người thì đang ăn sáng. Đây là NASA (NEEMO 9), dự án của NASA mô phỏng sự sống và điều kiện làm việc mà nhà du hành vũ trụ phải đối mặt trên không gian quốc tế ISS, và môi trường mà họ phải tiếp xúc trên mặt trăng cũng như sao hỏa. Số “cư dân chân trần” này không ai khác hơn là đội ngũ kỹ sư, nhà khoa học và speaker phone là radio phục vụ giao tiếp với 4 phi hành gia mà vào lúc này đang hoạt động trong trạm nghiên cứu – được xây dựng mô phỏng capsule không gian – nằm trên bãi đá ngầm ở độ sâu trên 20m dưới đại dương, cách bờ khoảng 1,6km. Họ đã có mặt ở đó 2 tuần, thực hiện các cuộc thí nghiệm tinh tế nhất.
Đây là chuyến du lịch thứ 3 của tôi đến NEEMO, theo lời mời của NASA VIP đáp ứng mối quan tâm cá nhâ với tư cách là bác sĩ phẫu thuật. Bill Tod, lãnh đạo dự án mô phỏng không gian dưới biển của NASA, tác giả của NEEMO, rót cho tôi tách cà phê đồng thời cập nhật thông tin với tôi về công việc sắp tới. Kế đến Marc Regan, chuyên gia cùng phối hợp các chiến dịch hàng ngày, cho biết kế hoạch trong ngày. Chúng tôi lên tàu ra địa điểm trong vài giờ để quay video các phi hành gia đang test thiết bị và kỹ thuật dưới đáy biển.
Tàu của chúng tôi ra khơi lúc 1 giờ trưa. Trên tàu, cùng với Bill, Marc và tôi là Otto Rutten, giám đốc các chiến dịch lặn, và vài nhà khoa học khác, khoảng nửa giờ sau, chúng tôi thả neo cạnh LSB (sà lan hỗ trợ sự sống) nằm ngay bên trên Aquarius. Bill và Marc nhanh chóng lặn xuống nước cùng trang thiết bị video. Otto và tôi có những việc khác phải làm trước, Otto đề nghị tôi test của NURC (Trung tâm quốc gia nghiên cứu dưới biển) đầu tiên. Tôi bơi ngược dòng nước đến LSB rồi bơi trở lại tàu 3 lần – với chiều dài tổng cộng chừng hơn 300 m. Kế đến tôi đạp nước trong 10 phút, thậm chí đứng nước trong điều kiện ngược dòng. Giai đoạn tiếp theo là lặn xuống phần nóc Aquarius, nơi tôi phải gỡ mặt nạ và máy điều khí ra, thở một lúc ra và sau đó mang tất cả trở lại. Otto rất hài lòng trước năng lực của tôi và các nhà khoa học bơi quanh Aquarius. Đó là khối hình trụ có kích thước và màu sắc tương tự chiếc xe buýt trường học, bên trong là khoảng mô phỏng trạm không gian. Hai phi hành gia, Dave Wiliams và Ron Garan, có mặt bên ngoài Aquarius thực hiện một EVA – đi bộ không gian trên đáy biển. Biển là một môi trường hoàn toàn không oxy, như ngoài hành tinh, nơi mà hiện tượng nổi trung tính của nước rất thích hợp để mô phỏng tình trạng không trọng lực. Phi hành gia mang mũ trung gian và bước đi thẳng nhờ khối nặng đeo nơi thắt lưng và giày của họ. Khối nặng này bằng chính xác 1/3 thể trọng phi hành gia, tương đương lực hút mà họ sống trong sao hỏa. Họ đang lắp một khung mắt cáo, sử dụng các công cụ liên quan đến bởi thiết bị hoạt động điều khiển từ xa, giống như chiếc xe nhỏ chạy dưới đáy biển) được kiểm soát từ bên trong capsule bởi phi hành gia Nicole Stott. Chúng tôi giã từ các phi hành gia để bơi trở lại Capsule. Để được vào Aquarius, tôi phải chui vào Môn pool, một cái lỗ ở trên nóc Aquarius. Mặc dù thế nước vẫn không vào lọt, bởi vì không khí bên trong được điều áp cho bằng áp lực nước bên ngoài. Và sau chuyến tham quan ngầm, tôi trồi lên mặt nước trở lên tàu để tiến vào bờ. Kết thúc ngày làm việc là bữa tiệc nhỏ trong nhà hàng Thái Lan.
Key Largo, Fla, 18.4 – ngày thứ 2 –sáng này DPC (cuộc họp lên kế hoạch hằng ngày) bắt đầu lúc 6giờ 45 và kết thúc vào 7 giờ 30. NEEMO 9 đã biến đáy biển thành nơi thử nghiệm các kỹ thuật, trang thiết bị và năng lực phi hành gia. May móc hoạt động rất tốt trong phòng thí nghiệm trên cạn, song lại rất yếu kém và thậm chí khó hiểu dưới biển. Ngày hôm qua, thông điệp từ phi hành gia truyền đến EXPOC (trung tâm chiến dịch và kế hoạch thăm dò) ở Hoúton diễn ra khá thất thường, mặc dù toàn bộ các đường truyền và thuyết bị khuếch đại đã được kiểm tra kỹ lưỡng. Để giao tiếp với EXPOC đòi hỏi một mã nhập, khác nhau đối với mỗi phi hành gia. Cuối cùng một số người chú ý rằng phím số 1 và số 2 trên bàn phím máy tính gặp trở ngại khi ấn xuống (có lẽ do áp suất không khí cao xung quanh). Máy tính bác bỏ phi hành gia nào có mã chứa số 1 hoặc 2. Theo Marc Regan, chuyên gia phối hợp các chiến dịch hằng ngày, đây là trục trặc ngoài dự kiến và chưa từng lên kế hoạch đối phó. Biển ẩn tàng biết bao nguy hiểm và phi hành gia biết thực tế đó. Thử nghiệm trong một môi trường đầy rẫy nguy hiểm là cả một vấn đề, và nếu có trở ngại gì cho hệ thống hỗ trợ sự sống của phi hành gia thì họ không dễ trồi lên mặt nước được. Do áp lực nước quá cao trong Aquarius (gấp đôi áp suất khí quyển) nên cơ thể phi hành gia bão hòa với nitrogen. Một sự trồi lên nhanh có thể gây hiện tượng khí ép (được gọi là bệnh của thợ lặn), dễ gây chết người bởi nitrogen giữ lại trong cơ thể làm hình thành các bọt khí trong máu. Do đó khi đối mặt với vấn đề, phi hành gia trong NEEMO 9 phải giải quyết như khi họ có hoạt động trên mặt trăng.
Giải pháp cho từng tình huống là cốt lõi cho sự sống còn trên hành tinh khác, chính vì vậy mà họ có mặt ở đây (dưới đáy biển) để tìm các đáp án cho từng vấn đề: ví dụ phải du hành dưới đáy biển như thế nào – hay trên mặt trăng, nơi mà chân trời chỉ cách xa khoảng 3000 mét, nhưng la bàn không hoạt động và không có hệ thống vệ tinh GPS trên đầu? Máy móc có thể là một trợ lý, biết chuyển giao công cụ hoặc thậm chí đưa ra lời khuyên? … Cuộc lặn ngày hôm nay tiếp tục các thử nghiệm được tiến hành trong vài hôm trước, trong đó NASA cố gắng tìm kiếm giải pháp tốt nhất cho nhiệm vụ thu thập mẫu vật, tìm kiếm và cứu nạn.
Larga, Fla, 19.4 – ngày thứ 3 – sáng nay tôi bơi quanh bãi đá ngầm để giúp Bill và Marc thu thập các ống PVC đỗ đống giống như các đụn cỏ khô đang chờ thu dọn. Chúng là những thứ còn lại củ Water Lab, khung mắt cáo được các phi hành gia dựng lên rồi sau đó được tháo rời trong suốt tiến trình EVA của họ, sau khi hoàn tất công việc mà Bill và Marc Regan giao phó, chúng tôi giã từ các phi hành gia và trở về nơi cư ngụ trước đó của mình. Khi đã vào trong cacpsule, tôi gặp Tim đang ăn sáng. Anh ta và tôi trở thành bạn từ dự án NEEMO 7 tiến hành năm ngoái nhằm mục đích xác định phương pháp tốt nhất để thực hiện cuộc phẫu thuật cấp cứu trên trạm không gian hay trên một hành tinh khác, khi mà không có bác sĩ tại chỗ hoặc khi bác sĩ không có chuyên môn cần thiết để giải quyết vấn đề. Trong dự án NEEMO 7, bác sĩ Meharan – giáo sư khoa phẫu thuật đại học McMaster ở Hamilton – đứng trước camera và tiến hành phẫu thuật với đối tượng là mô hình bằng chất dẻo.
Năm nay, trong dự an NEEMO 9, người ta tiến một bước xa hơn – đó là phẫu thuật điều khiển rô bốt từ xa, trong khi bác sĩ Anvari đang ở Ontari với bộ dụng cụ phẫu thuật của mình. Từ Ontario, ông thao tác mổ trên ống plastic để trong capsule dưới biển, được thiết kế có phản ứng chính xác với mọi cử động của bác sĩ.
Hôm nay là ngày cuối cùng cho hàng loạt các thí nghiệm dưới biển. Buổi chiều hôm nay đội ngũ phi hành gia bắt đầu trở về nhà. Áp suất không khí bên trong Aquarius sẽ từ từ được giảm xuống cho đến khi nó ngang bằng với áp suất khí quyển trái đất, một tiến trình mất đến 16 giờ. Chỉ đến khi đó mới đạt được sự an toàn cho các phi hành gia trồi lên mặt biển, Khi họ nổi lên, chúng tôi sẽ có mặt để đón tiếp.
Key Largo, Fla, 20.4 – ngày thứ 4 – mặt trời không phải là thứ duy nhất mọc lên ngoài khơi Key Largo trong buổi sáng này. Hôm nay là “sp;ash up”, ngày cho các phi hành gia “dưới nước” trồi lên mặt biển quay về “trái đất”. Một hành trình chưa đầy 20m nhưng lại chiếm mất 16,30 giờ. Bởi vì nếu nhanh hơn nữa sẽ có nguy cơ mất mạng, hay ít nhất cũng không yên lành trở về, không khí bên trong Aquarius được điều áp để ngang bằng với áp lực nước xung quanh, nếu không, nó sẽ nghiền nát các bức tường của Aquarius, và cũng để ngăn nước biển tràn vào qua lỗ khoét trên nóc. Sau nữa, là áp lực có hiệu quả sâu sắc trên cơ thể con người.
Không khí trên trái đất có gần 80% nitrogen, một khí trơ mà mực nước biển nó sẽ vào và ra buồng phổi mà thậm chí cơ thể không chú ý – cơ thể con người thậm chí là nước, nên ở mức áp suất, khí quyển, khí trơ và nước không pha lẫn. Tuy nhiên, với áp suất thì đó là chuyện khác. Khí và nước có thể trộn lẫn, nhưn trường hợp nước soda khi mà áp suất thúc đầy carbon diovvide làm bão hòa thức uống. Đối với các phi hành gia trong Aquarius, việc thở không khí điều áp khá giống như được carbon ate hóa. Nitrogen được ép vào nước của cơ thể. Trong trường hợp thủ thủ đoàn của Aquarius, sau 8 ngày và 2 quyển khí, các phi hành gia đã bão hòa với nitrogen. Nhưng nếu áp suất được đột ngôt phóng thích, khi sẽ nhanh chóng thoát khỏi hỗn hợp khí nước. Điều đó tương tự như chai soda bất ngờ bị bật nắp. Đối với phi hành gia, nitrogen trong máu của họ sẽ làm hình thành các bong bóng gây tắc nghẽn hệ thống mạch máu mà đôi khi tạo nên điều kiện chết người, được gọi là bệnh khí ép (của thợ lặn). Nếu bất ngờ xảy ra hiện tượng mất áp suất đột ngột trong thời gian thực hiện sứ mệnh, NASA đã có kế hoạch giải cứu. Tại một vài nơi bên ngoài Aquarius có các ban công – tức là các buồng thể vòm chứa không khí điều áp. Nhưng, tiến trình giảm sức ép sẽ diễn ra từ từ. Các phi hành gia sẽ nói chuyện, vui đùa , và thở oxy tinh khiết để điều hòa cơ thể của họ.
Bây giờ có lẽ sẽ là thời gian thư giãn, nhưng NASA luôn nhận thức rằng stress vốn luôn gắn liền với các sứ mạng của họ. Để định lượng stress và nhận diện các tình huống nguy kịch ngay lúc chúng xảy đến, dự án NEEMO 9 đã tiến hành 2 thí nghiệm - một là hóa – điện và hai là thị giác. Các phi hành gia được kết nối với máy EEG (điện não đồ) để ghi nhận các sóng não khi họ thực hiện một số nhiệm vụ gây stress nặng, như nhớ lại vài sự kiện liên tục hoặc dịch chuyển vài quả banh qua ống tuýp trên màn hình máy vi tính mà không chạm vào thành vách. Sau đó họ được thu thập nước bọt để đo lường mức cortison, một hóa chất tăng lên do stress. Thậm chí NASA còn tiến hành một thí nghiệm đánh giá stress bằng mắt rất thú vị: Lúc khởi đầu sứ mạng, gương mặt của mỗi phi hành gia đều được ghi hình để tạo mặt nạ bằng máy vi tính. Vào mỗi thời điểm khác nhau, cũng như vào cuối ngày, gương mặt của họ được ghi hình lại và sau đó đem phân tích để phát hiện bất kỳ thay đổi nhỏ nào (méo mó, không cân xứng), hoặc những biến đổi khác có thể tiết lộ trạng thái stress, giận dữ hay mệt mỏi. Sự phát triển công nghệ này đã dẫn đến những ứng dụng không ai ngờ được . Ví dụ, tình báo Mỹ đã nghiên cứu u ứng dụng công nghệ này để scan mọi gương mặt trong một đám đông người hỗn độn với mục đích phát hiện nhanh cá nhân nào có thể gây nguy hiểm tứ thì cho tổng thống.
Sáng sớm hôm nay chúng tôi thuê một chiếc tàu đánh cá (vì cần nhiều chỗ hơn cho phi hành gia) để đón những người dũng cảm trở về. Chúng tôi neo tàu vào chiếc phao gần LSB (sà lan hỗ trợ sự sống) rồi chờ đợi. Hai chiếc tàu khác cũng đang chờ đợi – một tàu ngầm của NURC, và một tàu khách có mặt các nhà khoa học thực hiện sứ mạng và quan chức. Các phi hành gia đang trong giai đoạn trồi lên. Ngoài ra còn có 4 người nhái hộ tống các phi hành gia. Nhiều đám bong bóng bắt đầu xuất hiện trên mặt biển, rồi tiếp đến là 4 gương mặt nhe răng cười. Những tiếng hoan hô vầ huýt sao rân trời trên mấy chiếc tàu. Các phi hành gia bơi đến tù chúng tôi rồ ai từng người một leo lên boong. Những cái bắt tay, vòng tay ông ghì. Mặt trời sáng rực, đó là một ngày đẹp. Nicole vẫy tay với chồng và con chị đang đứng xớ rớ trên chiếc tàu khách … Ngày mai sẽ có cuộc họp bàn kế hoạch sắp tới, nhưng hôm nay là ngày xả hơi và liên hoan mừng thành công. Những tiếng hoan hô vang dội mừng vọng ra từ đội khoa học trên đất liền khi tàu chúng tôi tiến vào bờ. Sứ mạng kéo dài 18 ngày đã hoàn thành và mọi người đang vui vẻ ăn mừng, trò chuyện rôm rả. Tôi nhận thức được rằng tương lai của NEEMO 9 – và cả tương lai của chương trình thăm dò – là vô hạn …
30/08/2016 , Thục Miên – kiến thức ngày nay – năm 2006
Phòng thí nghiệm dưới đại dương của Nasa

Gửi bình luận

Tên của bạn *
Email *
Cảm nhận *

Tin mới nhất