Gửi bình luận
Thời tiết khắc nghiệt trong vũ trụ là một trong những mối đe dọa lớn nhất đối với con người khi rời khỏi Trái đất.
Trong sứ mệnh Artemis II, NASA đang triển khai những công nghệ tiên tiến nhất nhằm bảo vệ phi hành đoàn trước bão mặt trời và bức xạ không gian.
Thời tiết khắc nghiệt ngoài không gian có thể gây chết người. Đơn cử, vào tháng 10/1989, một vụ nổ lớn từ Mặt trời đã phóng ra dòng proton năng lượng cao kéo dài nhiều ngày. Từ khu vực trú ẩn trên tàu con thoi Atlantis (Mỹ), các phi hành gia đã chứng kiến những tia sáng lóe lên chói lòa đến mức không thể mở mắt. Các nhà nghiên cứu sau này ước tính, nếu phi hành đoàn ở ngoài vùng bảo vệ của từ trường Trái đất, họ có thể đối mặt với nguy cơ tử vong.
Sự kiện này đã cảnh báo ngành khoa học không gian về mối nguy hiểm của thời tiết vũ trụ như hiện tượng bão mặt trời, bức xạ, dòng hạt năng lượng cao…
Với sứ mệnh Artemis II, lần đầu tiên sau nhiều thập kỷ, con người sẽ tiến xa hơn phạm vi bảo vệ của từ trường Trái đất, nơi những rủi ro này trở nên nghiêm trọng hơn bao giờ hết. Tuy nhiên, sau nhiều năm nghiên cứu, các nhà khoa học đã phát triển những giải pháp nhằm giảm thiểu các mối đe dọa này.
Trong hành trình từ Trái đất đến Mặt trăng, tàu vũ trụ Orion phải đối mặt với ba nguồn bức xạ chính, mỗi loại đều có khả năng gây tổn thương nghiêm trọng đến cơ thể con người.
Đầu tiên là các hạt bị giữ trong Vành đai Van Allen, hai vùng bức xạ hình bánh rán bao quanh Trái đất, chứa đầy proton và electron năng lượng cao. Dù nguy hiểm, phi hành đoàn Artemis II chỉ đi qua khu vực này trong thời gian ngắn, giúp hạn chế mức độ phơi nhiễm.
Mối đe dọa thứ hai đến từ tia vũ trụ thiên hà. Đây là những hạt mang năng lượng cực lớn, di chuyển gần bằng tốc độ ánh sáng và có nguồn gốc từ các vụ nổ sao xa xôi. Điều đáng lo ngại là khi những hạt này va vào thân tàu, chúng tạo ra các phản ứng thứ cấp, giải phóng thêm nhiều hạt nhỏ hơn. Những hạt này không thể nhìn thấy bằng mắt thường, dễ dàng thâm nhập vào qua các bộ đồ phi hành gia.
Nguồn nguy hiểm thứ ba là các sự kiện hạt năng lượng cao từ Mặt trời như bão mặt trời và các vụ phóng khối lượng vành nhật hoa. Những hiện tượng này xảy ra thường xuyên hơn trong giai đoạn Mặt trời hoạt động mạnh.
Giống như các hiện tượng thời tiết cực đoan trên Trái đất, các cơn bão xảy ra ngẫu nhiên. Các nhà khoa học có thể dự đoán khi nào năng lượng tích tụ ở các vùng hoạt động trên Mặt trời dựa trên vết đen và các dữ liệu khác. Tuy nhiên không thể dự đoán chính xác thời điểm cơn bão đổ bộ.
Cách duy nhất để giảm thiểu tác hại là di chuyển trong thời kỳ hoạt động mạnh của Mặt trời vì dòng các hạt tích điện phóng ra từ ngôi sao này tạo ra một lớp bảo vệ, tương tự như từ trường của Trái đất, giúp che chắn cho phi hành đoàn khỏi mối đe dọa.
Để đối phó với những hiểm họa trên, NASA thiết kế tàu Orion như một “lá chắn di động” cho phi hành đoàn Artemis II. Trong sứ mệnh Artemis I trước đó, tàu đã mang theo các cảm biến đo bức xạ, cung cấp dữ liệu quan trọng giúp cải thiện thiết kế và chiến lược bảo vệ.
Một trong những cải tiến đáng chú ý là hầm trú bão chuyên dụng. Đây là khu vực nằm sâu trong tàu, được gia cố đặc biệt để giảm thiểu tác động của bức xạ trong trường hợp xảy ra sự kiện nguy hiểm. Khi nhận được cảnh báo từ các hệ thống giám sát, phi hành gia sẽ nhanh chóng di chuyển vào khu vực này, sử dụng thêm vật liệu sẵn có như túi đồ để tăng cường khả năng che chắn.
Bên cạnh đó, hệ thống giám sát thời tiết vũ trụ đóng vai trò then chốt. NASA và Cơ quan Quản lý Khí quyển và Đại dương Hoa Kỳ (NOAA) vận hành nhiều vệ tinh như DSCOVR, cách Mặt trời khoảng 1,6 triệu km, có khả năng cung cấp cảnh báo trước từ 15 đến 60 phút trước khi bão tác động đến khu vực gần Trái đất. Gần đây, các vệ tinh mới như IMAP, Carruthers và SOLAR-1 đã được triển khai, cho phép theo dõi liên tục hoạt động của Mặt trời và cải thiện độ chính xác của dự báo.
Nhờ hệ thống cảnh báo tiên tiến, cơ quan điều hành có một khoảng thời gian ngắn để xác định mức độ nguy hiểm của bão. Nếu dự báo cho thấy các phi hành gia có thể gặp nguy hiểm, họ sẽ được lệnh di chuyển đến hầm trú bão trên tàu Orion.
Tuy nhiên, một cơn bão mặt trời có thể kéo dài nhiều ngày nên vách ngăn, vỏ của tàu vũ trụ được làm bằng nhôm và polyetylen nhằm hấp thu một phần bức xạ.
Dù vậy, việc dự đoán chính xác thời điểm xảy ra bão mặt trời vẫn là một thách thức lớn. Các nhà khoa học chỉ có thể xác định những vùng hoạt động tiềm ẩn nguy cơ cao dựa trên dữ liệu như vết đen mặt trời và cấu trúc từ trường. Các vụ phun trào vẫn mang tính ngẫu nhiên, đòi hỏi hệ thống cảnh báo và phản ứng nhanh phải luôn trong trạng thái sẵn sàng.
Trong trường hợp khẩn cấp, các phi hành gia không chỉ dựa vào thiết kế sẵn có, mà còn phải linh hoạt ứng biến. Họ có thể tạo ra các “pháo đài tạm thời” bằng cách tận dụng mọi vật liệu có trên tàu để tăng cường khả năng bảo vệ.
