Câu chuyện về bộ đồ phi hành gia trị giá 300 triệu USD của NASA

Hơn nửa thập kỷ qua, nhân loại đã khám phá ra ngoài bầu khí quyển của Trái Đất, đến các hành tinh, nơi nhiều bí ẩn vẫn chưa được giải đáp.;Để làm được điều này, các phi hành gia bay ra ngoài vũ trụ cần được trang bị những bộ đồ bảo hộ công nghệ cao giúp tránh điều kiện khắc nghiệt ngoài Trái Đất.

Đa phần, chúng ta thường nhìn thấy các bộ đồ vũ trụ trong các bộ phim khoa học viễn tưởng của Hollywood. Song thiết kế của chúng trong phim lại khiến nhiều người lầm tưởng rằng có thể mặc vào, cởi ra trong vòng vài phút đơn giản.

Trên thực tế, bản thân mỗi bộ trang phục cho phi hành gia hoạt động như một phi thuyền độc lập, Cathleen Lewis, người phụ trách các chương trình không gian quốc tế và trang phục vũ trụ tại Bảo tàng Hàng không và Không gian Quốc gia thuộc Viện Smithsonian, cho biết.

Từ khâu chuẩn bị cho đến khi hoàn tất, phi hành gia có thể mất đến 4 tiếng để mặc được bộ quần áo bảo hộ. Trước khi thực hiện nhiệm vụ ngoài không gian, họ sẽ phải kiểm tra từng thiết bị và đảm bảo chúng cung cấp đủ oxy và nước thiết yếu.

Trong toàn bộ quá trình ngoài không gian, một đội chuyên gia ở Trái Đất sẽ hỗ trợ các phi hành gia. Sarah Korona, giám đốc điều hành bay EVA tại Trung tâm Vũ trụ Johnson của Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) ở Houston, cho biết: "Người điều khiển chuyến bay phải tuân theo một kế hoạch soạn sẵn dài khoảng 30 trang, nhưng bên cạnh đó vẫn có những kế hoạch dự phòng nếu có vấn đề phát sinh". "EVA" ở đây là viết tắt của cụm từ "hoạt động ngoại vi".

Mổ xẻ một bộ quần áo vũ trụ

NASA cho biết, một bộ đồ vũ trụ được tạo thành từ gần nửa tá bộ phận khác nhau và có thể dày lên đến 16 lớp. Các phi hành gia tham gia sứ mệnh Artemis – chương trình tiếp theo của NASA nhằm đưa người phụ nữ đầu tiên cũng là người da màu đầu tiên lên Mặt trăng – sẽ được mặc mẫu bộ đồ vũ trụ mới nhất được thiết kế cho họ.

Thuật ngữ chuyên ngành gọi đây là Thiết bị di chuyển thăm dò ngoài hành tinh, hay còn được gọi tắt là xEMU. Trước khi lên Mặt trăng, các bộ phận của bộ đồ dành cho sứ mệnh Artemis sẽ được kiểm tra trên Trạm vũ trụ quốc tế (ISS).

Richard Rhodes, phó trưởng bộ phận phát triển thiết bị may mặc chịu lực xEMU của NASA, cho biết một trong những thành phần chính của bộ đồ là sợi làm mát – các ống giúp lưu thông nước xung quanh phi hành gia, điều chỉnh nhiệt độ cơ thể và loại bỏ phần nhiệt dư thừa khi họ hoàn tất công việc.

Theo NASA, mỗi bộ quần áo vũ trụ đều có một hệ thống hỗ trợ sự sống di động, bao gồm một bể chứa nước làm mát, hệ thống lọc carbon dioxide, hệ thống vô tuyến hai chiều và các thành phần khác. So với ngày nay, bộ trang bị được sử dụng trong các sứ mệnh Apollo kém linh hoạt hơn, nên các phi hành gia bị hạn chế trong việc thực thi nhiệm vụ.

"Khi các phi hành gia Apollo đi bộ trên Mặt Trăng, họ không thể cuối người và nhặt lấy một tảng đá. Thay vào đó, họ phải cần đến một công cụ đặc biệt với phần tay cầm ở phía dưới", phi hành gia Mike Fincke cho biết.

May mắn thay, cải tiến mới nhất của bộ đồ vũ trụ so với các phiên bản trước đây là tính linh hoạt của găng tay, vốn là bộ phận bị các phi hành gia phàn nàn nhiều nhất. Găng tay còn có thể bị co lại sau nhiều giờ hoạt động ngoài vũ trụ. Các ngón tay của phi hành gia vì thế cũng sẽ bị lạnh nên cần tích hợp thiết bị sưởi ấm vào găng tay.

Trong quá trình huấn luyện trước khi bay vào không gian, các phi hành gia phải thực hiện một bài tập là nhặt đồng xu dưới nước khi đang mặc đồ bảo hộ, Lewis cho biết. Họ cần phải có sự khéo léo khi làm nhiệm vụ và găng tay được xem là một thách thức lớn.

Đa phần quá trình đào tạo phi hành gia diễn ra trong một bể bơi tại Phòng Thí nghiệm Phao Trung lập của NASA. Nguyên nhân là do nước giúp mô phỏng cảm giác không trọng lực tương tự khi ở trong không gian.

Găng tay được xem là một trong những bộ phận phức tạp nhất của bộ đồ vũ trụ. Các nhà khoa học đã thử nghiệm nhiều chất liệu khác nhau, trong đó có sợi Kevlar có thể chống đạn và đạt được những thành tựu nhất định trong nhiều năm.

Tuy nhiên, nhược điểm của sợi Kevlar là không thể chống chịu vết cắt do dao, vì thế các nhà khoa học đã dày công nghiên cứu để đưa nó lên vị trí đầu ngón tay của găng tay. Các phi hành gia hiện đang sử dụng găng tay nhựa tổng hợp nhưng giới khoa học vẫn không ngừng tìm kiếm sự lựa chọn tốt hơn.

Bên ngoài mỗi bộ đồ có các sọc màu đặc trưng. Đây là cách các phi hành gia nhận biết nhau khi đi ra ngoài không gian, Lewis cho biết.

Quá trình chế tạo bộ đồ Artemis

Bước đầu tiên khi thiết kế bộ đồ không gian là "biết rõ bạn đang thiết kế bộ đồ cho ai, bạn muốn họ làm được gì và có thể làm được ở đâu", Rhodes nói. Đối với chương trình Artemis, NASA đặt ra tiêu chí an toàn lên hàng đầu cho các phi hành gia khám phá bề mặt Mặt Trăng.

Trong bốn năm qua, NASA đã đầu tư hơn 300 triệu USD vào việc phát triển xEMU. Nhóm nghiên cứu của Rhodes đã thử nghiệm hàng chục thành phần và cân nhắc những ưu, nhược điểm của từng phương án. Ông cho biết thách thức lớn nhất đối với bộ Artemis là đảm bảo chúng được tối ưu hóa cho việc khám phá Mặt Trăng.

Chúng cần phải có trọng lượng đủ nhẹ để hỗ trợ sứ mệnh trên Mặt Trăng diễn ra suôn sẻ nhưng vẫn đảm bảo an toàn cho các phi hành gia khi làm việc trong môi trường nguy hiểm. Để chế tạo thành công bộ đồ vũ trụ dùng trong sứ mệnh Artemis, nhóm nghiên cứu đã sản xuất hàng nghìn bộ phận, chi tiết và chúng có nguồn gốc từ khắp nơi trên nước Mỹ.

Một số bộ phận có thể mất tới một năm để xây dựng nhưng NASA vẫn đang nỗ lực để rút ngắn thời gian, Rhodes nói thêm. Hiện tại, mục tiêu của nhóm là nghiên cứu để giúp bộ đồ linh hoạt hơn, cho phép các phi hành gia di chuyển trên địa hình gồ ghề.

Các bộ đồ vũ trụ trước đây có nhiều hạn chế trong việc chuyển động, nhất là ở các khu vực thắt lưng, hông và mắt cá chân.

Ngọc Diệp (Theo CNN)