Một nhóm nghiên cứu đã sống và làm việc liên tục trong năm ngày tại phòng thí nghiệm dưới biển Jules ở bang Florida, Mỹ, nhằm mô phỏng những điều kiện khắc nghiệt và sự cô lập mà phi hành gia có thể đối mặt trong các sứ mệnh không gian kéo dài.
Sứ mệnh mô phỏng mang tên SEA STAR diễn ra tại độ sâu khoảng 7 m dưới mặt nước. Bốn thành viên sinh sống trong khu cư trú dưới nước, thực hiện các nghiên cứu khoa học, kiểm tra sức khỏe, đánh giá nhận thức và những chuyến lặn thám hiểm mô phỏng hoạt động đi bộ ngoài không gian.
Theo tiến sĩ Michaela Musilova, người chỉ huy sứ mệnh, trải nghiệm sống dưới biển có nhiều điểm tương đồng với hình dung về cuộc sống trên Sao Hỏa. Môi trường biệt lập, điều kiện sinh hoạt khác thường và những yêu cầu công việc nghiêm ngặt khiến nhóm nghiên cứu có cảm giác đang sống trên một hành tinh khác.
Nghiên cứu diễn ra trong bối cảnh các chuyến bay không gian dài ngày vẫn tốn kém và khó triển khai. Vì vậy, nhiều cơ sở trên Trái Đất được sử dụng để mô phỏng một phần điều kiện mà phi hành gia có thể gặp phải ngoài không gian.
Trạm nghiên cứu dưới biển từ thập niên 1970
Phòng thí nghiệm dưới biển Jules, gần Key Largo, bang Florida, ban đầu được xây dựng vào những năm 1970 với tên gọi La Chalupa. Cơ sở này được thiết kế để các thợ lặn có thể sống và nghiên cứu dưới nước trong thời gian dài, trở thành những nhà du hành dưới nước.
Cơ sở ban đầu nằm trong một sà lan rộng khoảng 6 m, dài 18 m và có thể được di chuyển đến địa điểm nghiên cứu phù hợp. Để đưa công trình xuống nước, phần lớn không gian bên trong được làm ngập, biến sà lan thành một khu cư trú dưới biển. Khi hoàn tất nhiệm vụ, nước có thể được bơm ra để di chuyển công trình đến nơi khác.
Sau khi nguồn kinh phí duy trì hoạt động cạn kiệt, cơ sở được chuyển đến vị trí hiện nay. Kể từ đó, nơi đây đã phục vụ hàng chục sứ mệnh nghiên cứu dưới nước, trong đó có một dự án kéo dài 30 ngày của Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ (NASA). Hai sứ mệnh khác từng lập kỷ lục về thời gian sinh sống liên tục dưới nước, lần lượt là 73 và 100 ngày.
Bên trong trạm có khu bếp kết hợp phòng ăn và nơi làm việc, nhà vệ sinh, phòng tắm và một lối ra vào gọi là “giếng Mặt Trăng”. Khu ngủ được bố trí hai giường tầng và có thể ngăn đôi thành hai phòng riêng. Ba cửa sổ cung cấp tầm nhìn ra môi trường biển bên ngoài.
Lịch trình mô phỏng cuộc sống của phi hành gia
Trong sứ mệnh SEA STAR, bốn thành viên bắt đầu bằng việc lặn xuống và đi vào trạm qua “giếng Mặt Trăng” ở độ sâu khoảng 7,6 m. Họ ở lại dưới nước liên tục năm ngày, vừa sinh hoạt vừa tiến hành các nghiên cứu liên quan đến những chuyến bay không gian.
Lịch trình được xây dựng để mô phỏng công việc của phi hành gia trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS). Mỗi thành viên phụ trách một dự án nghiên cứu, đồng thời thực hiện các nhiệm vụ thường nhật như nấu ăn, kiểm tra sức khỏe, làm bài kiểm tra nhận thức, bảo trì thiết bị và xử lý sự cố phát sinh.
Nhóm cũng thực hiện các chuyến lặn thám hiểm với thiết bị lặn có bình khí, mô phỏng hoạt động đi bộ ngoài không gian. Do những hoạt động này đòi hỏi nhiều sức lực, các thành viên không cần tập thể dục bổ sung trong sứ mệnh.
Theo Musilova, áp suất bên trong phòng thí nghiệm cao khoảng gấp đôi áp suất khí quyển ở mực nước biển, khiến cơ thể phải chịu thêm áp lực. Trong các sứ mệnh mô phỏng khác, phi hành đoàn thường dành ít nhất một đến hai giờ mỗi ngày để tập thể dục, tương tự lịch trình của các phi hành gia trên ISS.
Hoạt động của trạm phụ thuộc vào nhiều hệ thống hỗ trợ sự sống. Các đường dây liên lạc và cáp kết nối cung cấp không khí, nước sạch và điện cho khu cư trú, với thiết bị ban đầu do NASA trang bị. Đường ống và đầu nối được đặt bên trong sà lan để tránh tiếp xúc trực tiếp với môi trường bên ngoài và hạn chế sinh vật biển bám phủ. Trạm cũng duy trì đường liên lạc trực tiếp với đội điều khiển sứ mệnh trên bờ để xử lý các tình huống khẩn cấp.
Môi trường biệt lập mô phỏng cuộc sống ngoài Trái Đất
Dù phải tuân thủ lịch trình dày đặc, các thành viên không cảm thấy căng thẳng đáng kể. Việc chuẩn bị kỹ lưỡng cùng những điều kiện sinh hoạt đặc thù có thể góp phần giúp nhóm thích nghi với môi trường dưới nước.
Bữa ăn cũng là một yếu tố hỗ trợ tinh thần. Nhóm được sử dụng một nồi nấu chậm nhỏ để chuẩn bị súp, món hầm và yến mạch ngâm qua đêm, giúp duy trì sự đa dạng trong khẩu phần ăn khi sống biệt lập.
Tuy nhiên, điểm nổi bật của sứ mệnh là cảm giác bị tách khỏi cuộc sống trên Trái Đất. Khác với phi hành gia trên ISS, những người có thể quan sát hành tinh từ quỹ đạo, nhóm nghiên cứu chỉ nhìn thấy thế giới biển xanh qua các cửa sổ của trạm.
Theo Musilova, môi trường xa lạ ở độ sâu 7 m cùng những thách thức trong sinh hoạt và nghiên cứu khiến trải nghiệm này có nhiều nét giống với cuộc sống giả định trên Sao Hỏa. Lịch trình hằng ngày giúp duy trì nề nếp, môi trường khắc nghiệt đòi hỏi sự cảnh giác, còn các hoạt động khoa học tạo cơ hội khám phá những giới hạn mới.
Các cơ sở mô phỏng trên Trái Đất như phòng thí nghiệm dưới biển Jules giúp nhà nghiên cứu khảo sát những vấn đề liên quan đến sức khỏe, khả năng thích nghi và tổ chức công việc trong môi trường biệt lập. Những kết quả này có thể cung cấp thêm dữ liệu phục vụ việc chuẩn bị cho các sứ mệnh không gian kéo dài trong tương lai.
Phòng ngủ tại phòng thí nghiệm dưới biển Jules có thể được ngăn thành hai phòng riêng. Ảnh: Tiến sĩ Michaela Musilova
Bốn thành viên phi hành đoàn SEA STAR bên trong phòng thí nghiệm dưới biển Jules, nhìn từ bên ngoài trạm. Ảnh: Ozlem Berg
“Giếng Mặt Trăng”, lối ra vào dành cho các nhà du hành dưới nước tại phòng thí nghiệm Jules. Ảnh: Tiến sĩ Michaela Musilova
