NASA kỳ công thiết kế bộ đồ phi hành gia mới gồm 16 lớp, mất 4 tiếng để mặc

Các bộ phim của Holywood thường gây chú ý với bộ đồ phi hành gia mang tính biểu tượng, thiết kế của nó khiến công chúng tin rằng đó là một bộ trang phục có thể cởi ra trong vòng vài phút.

Nhưng trên thực tế, bộ đồ phi hành gia là một “phi thuyền" với đầy đủ chức năng của riêng nó, đòi hỏi người mặc hay cởi phải có sự trợ giúp của các đồng nghiệp. 

Cathleen Lewis, người phụ trách các chương trình không gian quốc tế và bộ đồ vũ trụ tại Bảo tàng Hàng không và Không gian Quốc gia của Viện Smithsonian, cho biết: “Mục đích của bộ đồ vũ trụ về cơ bản tồn tại như một tàu vũ trụ hình người, cho phép phi hành gia tự chủ khám phá và làm những công việc có ý nghĩa bên ngoài tàu vũ trụ hoặc trạm không gian”.

Bà Lewis cho hay có thể mất tới bốn tiếng để một phi hành gia mặc quần áo, tính trọn vẹn từ đầu đến cuối. Trước khi đi du hành vũ trụ, các phi hành gia phải kiểm tra từng mảnh thiết bị và đảm bảo rằng họ có đủ nguồn cung cấp thiết yếu, chẳng hạn như oxy và nước. Trong suốt quá trình đi bộ ngoài không gian, họ sẽ được hỗ trợ bởi một đội ngũ từ Trái đất. 

Xem phi hành gia tàu Apollo mặc bộ đồ vũ trụ ngã lên ngã xuống trong môi trường không trọng lực trên Mặt trăng (nguồn: NASA)

Bà Sarah Korona, chuyên gia điều khiển chuyến bay ngoài Trái đất tại Trung tâm Vũ trụ Johnson của NASA ở Houston (bang Texas), cho biết: Người điều khiển chuyến bay phải tuân thủ một bản kế hoạch thủ tục dài khoảng 30 trang, nhưng vẫn có những kế hoạch khác nếu có vấn đề phát sinh. 

“Giải phẫu” của một bộ quần áo vũ trụ

Theo NASA, một bộ đồ vũ trụ được tạo thành từ 6 thành phần khác nhau và có thể có tới 16 lớp.
Các phi hành gia trong các sứ mạng Artemis – chương trình tiếp theo của NASA nhằm đưa người phụ nữ đầu tiên và người da màu đầu tiên lên Mặt trăng, sẽ mặc bộ đồ vũ trụ mới nhất, được gọi là Thiết bị Di chuyển Thăm dò ngoài hành tinh, viết tắt là xEMU. 

Trước khi các bộ đồ vũ trụ lên tới Mặt trăng, các bộ phận của chúng sẽ được thử nghiệm trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS).

Ông Richard Rhodes, Phó trưởng bộ phận phát triển thiết bị may mặc áp lực xEMU tại NASA, cho biết một trong những thành phần chính của bộ đồ vũ trụ mới là sợi làm mát. Bộ quần áo được làm bằng các ống giúp lưu thông nước xung quanh phi hành gia, điều chỉnh nhiệt độ cơ thể và loại bỏ nhiệt dư thừa khi họ hoàn thành công việc của mình.

Theo NASA, mỗi bộ đồ vũ trụ đều có một hệ thống hỗ trợ sự sống di động, bao gồm một bồn chứa nước để làm mát quần áo, hệ thống loại bỏ khí carbon dioxide và các thành phần khác, bao gồm một hệ thống vô tuyến hai chiều để các phi hành gia có thể liên lạc.

Các bộ đồ vũ trụ trước đây được sử dụng trong các sứ mệnh Apollo kém linh hoạt hơn so với những bộ ngày nay. Phi hành gia Mike Fincke của NASA cho biết: “Khi các phi hành gia Apollo đi bộ trên Mặt trăng, họ không thể cúi xuống và nhặt một tảng đá. Họ phải có một công cụ đặc biệt nhỏ gọn với tay cầm gắn trên đó."

Nhưng bộ đồ vũ trụ đã trải qua một chặng đường dài kể từ đó và có cấu trúc linh hoạt hơn, với găng tay hỗ trợ hoạt động.

Theo bà Lewis, găng tay là một trong những bộ phận phức tạp nhất của bộ đồ vũ trụ và chúng thường là nơi nhận nhiều lời phàn nàn nhất từ các phi hành gia về bộ đồ của họ. Chuyên gia này lưu ý: “Găng tay rất khó thiết kế để vừa bảo vệ và vừa cho phép các phi hành gia thể hiện sự khéo léo thủ công để thực hiện công việc”.

Găng tay có áp suất còn có thể sẽ bị co thắt, đặc biệt là sau nhiều giờ làm việc ngoài không gian. Các ngón tay của phi hành gia cũng bị lạnh, vì thế các bộ phận sưởi ấm cần được tích hợp vào găng tay.

Khi các phi hành gia tập luyện để bay vào vũ trụ, một trong những bài tập huấn luyện của họ bao gồm nhặt một đồng xu trong bộ đồ vũ trụ khi ở dưới nước, bà Lewis cho biết. Những nhà thám hiểm này cần cực kỳ khéo léo khi làm việc trong không gian và găng tay là một thách thức lớn.

Phần lớn quá trình đào tạo về bộ đồ vũ trụ của phi hành gia được tiến hành trong một bể bơi tại Phòng thí nghiệm của NASA ở Houston. Nước mô phỏng cảm giác không trọng lượng, tương tự như cảm giác trong không gian.

Để phát triển bộ đồ vũ trụ, các nhà khoa học đã thử nghiệm với nhiều loại vật liệu và đạt được mức độ thành công khác nhau trong nhiều năm. Có thời điểm các nhà nghiên cứu đã thử nghiệm với đầu ngón tay bằng Kevlar (sợi có độ bền gấp 5 lần thép) trên găng tay. “Vật liệu Kevlar rất hữu ích trong việc cản đạn nhưng không tốt lắm trong việc cản dao - nó rất dễ bị cắt”, bà Lewis cho hay.

Các phi hành gia hiện đang sử dụng găng tay nhựa tổng hợp, nhưng các nhà khoa học luôn tìm kiếm những lựa chọn tốt hơn.

Ngoài ra, bên ngoài bộ đồ vũ trụ có các sọc màu đặc trưng cho từng bộ. Đây là cách các phi hành gia có thể biết ai đang mặc bộ đồ nào khi ra ngoài không gian.

Chế tạo bộ đồ vũ trụ Artemis

Bước đầu tiên khi thiết kế bộ đồ vũ trụ là "hiểu bạn đang thiết kế bộ đồ cho ai, bạn muốn họ có thể làm gì và bạn muốn họ có thể làm được ở đâu", chuyên gia Rhodes nói. Đối với chương trình Artemis, NASA cần các phi hành gia của họ có thể khám phá bề mặt Mặt trăng một cách an toàn.

Trong bốn năm qua, NASA đã đầu tư hơn 300 triệu USD vào việc phát triển bộ đồ xEMU. Nhóm của ông Richard 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 đồ Artemis là đảm bảo chúng được tối ưu hóa cho việc khám phá Mặt trăng. Những bộ quần áo cần phải "đủ nhẹ để hỗ trợ sứ mệnh trên Mặt trăng và đủ chắc chắn để bảo vệ phi hành gia khi làm việc trong môi trường rất nguy hiểm".

Theo ông Rhodes, có tới hàng nghìn bộ phận được sản xuất để chế tạo bộ đồ vũ trụ Artemis, và chúng có nguồn gốc từ khắp nơi trên nước Mỹ. Một số bộ phận có thể mất tới một năm để chế tạo, nhưng NASA đang nỗ lực để rút ngắn thời gian.

Các bộ đồ vũ trụ cũng sẽ được nâng cấp cho sứ mạng Mặt trăng mới nhất. Các bộ đồ phi hành gia của NASA hiện tại và trong quá khứ chỉ cho phép chuyển động tối thiểu ở thắt lưng, hông hoặc mắt cá chân Trong khi đó các nhà du hành tham gia sứ mệnh Artemis cần phải có thêm khả năng di chuyển để có thể khám phá địa hình gồ ghề của Mặt trăng, vì vậy nhóm của ông Rhodes đang nghiên cứu một bộ quần áo cho phép di chuyển nhiều hơn trong khi vẫn đủ chắc chắn để bảo vệ người mặc.