Hai phi hành gia NASA sửa cánh tay robot khổng lồ của ISS trong hơn 7 giờ
Phía sau nhiệm vụ của hai phi hành gia NASA là một thử thách lớn về thể lực, tâm lý và khả năng chịu đựng của con người trong môi trường khắc nghiệt ngoài quỹ đạo.
Tối 30/6 theo giờ Việt Nam, hai phi hành gia NASA Jessica Meir và Chris Williams rời khỏi khoang an toàn của Trạm Không gian Quốc tế (ISS), bắt đầu nhiệm vụ bảo trì kéo dài hơn 7 giờ trong không gian vũ trụ.
Mục tiêu của họ là thay thế một đoạn khớp nặng 91 kg bị hỏng trên Canadarm2, cánh tay robot dài gần 18 mét, đóng vai trò quan trọng trong nhiều hoạt động của trạm. Đây là cuộc đi bộ ngoài không gian thứ 280 trong lịch sử ISS và là lần thứ ba trong năm nay.
Cánh tay Canadarm2 có vai trò gì đối với ISS?
Canadarm2 là cánh tay robot do Canada chế tạo, được xem như một trong những thiết bị hỗ trợ không thể thiếu của Trạm Không gian Quốc tế.
Cánh tay robot này giúp nắm giữ tàu chở hàng khi cập trạm, di chuyển thiết bị nặng, hỗ trợ bảo trì bên ngoài ISS và trong một số nhiệm vụ còn giúp đưa phi hành gia đến vị trí làm việc.
Ngày 27/5, các kỹ sư tại Trung tâm Không gian Johnson ở Houston phát hiện một trong bảy khớp của Canadarm2 tiêu thụ điện năng bất thường và hoạt động không ổn định. Trên quỹ đạo, một trục trặc tưởng nhỏ có thể ảnh hưởng đến nhiều hoạt động vận hành của cả trạm.
Sau khi NASA và Cơ quan Không gian Canada đánh giá, phần khớp này được xác định cần thay thế. Điều đó đồng nghĩa với việc hai phi hành gia phải trực tiếp ra ngoài trạm để tháo, vận chuyển và lắp đặt linh kiện mới.
Theo ông Bill Spetch, Giám đốc phụ trách vận hành và tích hợp của ISS, những hệ thống như Canadarm2 đã được thiết kế ngay từ đầu với các thành phần có thể bảo trì.
'Sửa máy' trong không gian khó hơn trên mặt đất rất nhiều
Đi bộ ngoài không gian, hay EVA, là một trong những nhiệm vụ phức tạp nhất của phi hành gia. Mỗi động tác đều được lên kế hoạch từ trước, từ vị trí bám, cách cố định cơ thể, thứ tự tháo lắp, cho đến phương án xử lý nếu công cụ bị trôi hoặc linh kiện không khớp như dự tính.
Trong môi trường không trọng lực, vật nặng không còn nặng theo cách con người quen thuộc trên mặt đất, nhưng điều đó không có nghĩa thao tác trở nên dễ dàng.
Mỗi lực tác động đều tạo ra phản lực, khiến phi hành gia phải kiểm soát chuyển động rất kỹ để không bị đẩy khỏi vị trí làm việc.
Bộ đồ EVA giúp họ tồn tại bên ngoài trạm, nhưng cũng tạo thêm nhiều rào cản. Phi hành gia phải thao tác qua lớp găng tay dày, trong bộ đồ áp suất có sức cản lớn.
Những việc tưởng đơn giản như nắm, xoay, bóp, tháo vít hay giữ cố định một thiết bị đều tiêu tốn nhiều năng lượng hơn bình thường.
Trong ca sửa chữa Canadarm2, Jessica Meir và Chris Williams phải hoàn thành toàn bộ quy trình trong 7 giờ 20 phút, giữa môi trường có nhiệt độ thay đổi dữ dội, có thể xuống rất thấp khi khuất Mặt Trời và tăng mạnh khi tiếp xúc trực tiếp với bức xạ.
Bàn tay của phi hành gia là bộ phận chịu áp lực lớn nhất
Một chi tiết ít được chú ý trong các chuyến EVA là áp lực đặt lên bàn tay. Găng tay của bộ đồ phi hành gia được thiết kế nhiều lớp để bảo vệ trước nhiệt độ cực đoan và các mảnh vỡ siêu nhỏ trong không gian. Tuy nhiên, chính độ dày và áp suất bên trong găng khiến việc cầm nắm trở nên rất khó khăn.
Trong nhiều giờ liên tục, phi hành gia phải dùng lực tay để điều khiển dụng cụ, giữ thăng bằng, bám vào tay vịn và thao tác trên các bộ phận kỹ thuật.
Sau một chuyến đi bộ ngoài không gian dài, cảm giác đau, tê bì, mỏi khớp ngón tay hoặc tổn thương móng tay là những vấn đề có thể xảy ra.
Với nhiệm vụ thay khớp cánh tay Canadarm2, yêu cầu dành cho đôi tay càng lớn hơn. Hai phi hành gia cần phối hợp chính xác khi xử lý một linh kiện lớn, trong điều kiện mọi chuyển động đều phải chậm, chắc và có kiểm soát.
Trước khi ra ngoài, hai phi hành gia NASA phải chuẩn bị như thợ lặn
Một trong những rủi ro quan trọng của EVA là hội chứng giảm áp. Trước khi rời trạm, phi hành gia phải trải qua quy trình thở oxy tinh khiết trong nhiều giờ để loại bỏ nitơ khỏi máu và mô.
Nếu bước chuẩn bị này không được thực hiện đúng, nitơ có thể hình thành các bong bóng trong máu khi cơ thể chuyển sang môi trường áp suất thấp. Cơ chế này tương tự nguy cơ mà thợ lặn có thể gặp khi nổi lên mặt nước quá nhanh.
Hội chứng giảm áp có thể gây đau khớp, rối loạn thần kinh, tê liệt và trong trường hợp nặng có thể đe dọa tính mạng. Vì vậy, các quy trình trước EVA luôn được kiểm soát rất nghiêm ngặt, gần như không có chỗ cho sự chủ quan.
Thử thách tâm lý khi làm việc giữa khoảng không vô tận
Ngoài thể lực, đi bộ ngoài không gian còn là thử thách lớn về tâm lý. Khi làm việc bên ngoài ISS, phi hành gia vẫn giữ liên lạc với đồng đội trong trạm và đội điều khiển dưới mặt đất. Tuy nhiên, về mặt vật lý, họ gần như đơn độc trong khoảng không.
Bên dưới là Trái Đất cách khoảng 400 km. Xung quanh là không gian rộng lớn và môi trường chân không. Mọi thao tác đều phải chính xác, vì sai sót có thể ảnh hưởng trực tiếp đến an toàn cá nhân và nhiệm vụ của cả trạm.
Khả năng duy trì tập trung trong nhiều giờ, kiểm soát lo âu và tuân thủ từng bước kỹ thuật là điều được huấn luyện rất kỹ trước mỗi chuyến bay. Với phi hành gia, bản lĩnh tâm lý quan trọng không kém sức khỏe thể chất.
Sau 7 giờ ngoài không gian, cơ thể phi hành gia hồi phục ra sao?
Sau khi trở lại bên trong ISS, nhiệm vụ chưa thật sự kết thúc. Phi hành gia cần được theo dõi sức khỏe, đánh giá tình trạng mệt mỏi, mức nước trong cơ thể, dấu hiệu đau cơ khớp và nguy cơ giảm áp muộn.
Trong môi trường vi trọng lực, cảm giác mệt mỏi có thể khó nhận biết hơn so với trên mặt đất. Cơ thể không có cảm giác nặng nề quen thuộc, khiến phi hành gia đôi khi chỉ nhận ra mức độ kiệt sức sau khi đã hoàn tất nhiệm vụ.
Vì vậy, thời gian phục hồi sau EVA là một phần quan trọng của sứ mệnh. Nó ít được truyền hình trực tiếp như khoảnh khắc phi hành gia lơ lửng ngoài trạm, nhưng lại vô cùng cần thiết để đảm bảo họ có thể tiếp tục làm việc an toàn trên quỹ đạo.
NASA dự kiến cho ISS kết thúc sứ mệnh vào cuối năm 2030. Từ nay đến đó, trạm vẫn cần được bảo trì đều đặn, trong đó có Canadarm2 và nhiều hệ thống quan trọng khác.