Trạm vũ trụ quốc tế ISS, lịch sử hình thành và tương lai của ISS

TRẠM VŨ TRỤ QUỐC TẾ ISS​

Trạm Vũ trụ quốc tế ISS là gì?

Theo Wikipedia Trạm vũ trụ Quốc tế hay Trạm Không gian Quốc tế có tên tiếng Anh là: International Space Station, viết tắt là: ISS. Là một công trình mang tính quốc tế, từ sự hợp tác của 5 cơ quan không gian: NASA (Hoa Kỳ), RKA (Nga), JAXA (Nhật Bản), CSA (Canada) và 10 trong 17 nước thành viên của ESA (châu Âu). Trạm vũ trụ Quốc tế ISS được xây dựng nhằm mục đích phục vụ cho việc nghiên cứu về không gian ở trên quỹ đạo tầm thấp của Trái Đất. Trạm Vũ trụ quốc tế ISS được xây dựng dựa trên sự hợp tác giữa nhiều quốc gia, nhưng phòng điều hành chính của cả trạm được đặt tại trung tâm vũ trụ Lyndon B. Johnson ở Texas (Mỹ).


Trạm vũ trụ quốc tế (ISS). Ảnh: NASA


ISS được xây dựng từ năm 1998 và đây cũng là trạm vũ trụ duy nhất có con người sinh sống, thường trực, thực hiện các công cuộc nghiên cứu. Tính đến thời điểm hiện tại, trạm có thể chứa được 3 người. Cơ quan không gian Brazil tham gia dự án này thông qua một hợp đồng riêng với NASA. Cơ quan Không gian Ý cũng có vài hợp đồng tương tự cho nhiều hoạt động, nằm ngoài khuôn khổ các nhiệm vụ của ESA trong dự án ISS. Theo kế hoạch, Trạm vũ trụ Quốc tế sẽ hoàn thành vào năm 2011 và sẽ hoạt động đến năm 2016. Từ năm 2007, ISS đã trở thành vệ tinh nhân tạo lớn nhất trong quỹ đạo Trái Đất, lớn hơn bất kỳ trạm vũ trụ nào khác. Những người đến trạm đầu tiên đều là các nhà du hành thuộc chương trình không gian của Nga và Hoa Kỳ. Phi hành gia người Đức, Thomas Reiter, đã đến trạm trong nhóm các nhà du hành thuộc Expedition 13 vào tháng 7 năm 2006, trở thành người đầu tiên từ cơ quan không gian khác đến trạm. Thành phần của phi hành đoàn Expedition 16 đã đại diện cho cả năm cơ quan không gian, để củng cố quan hệ cộng tác của dự án ISS. Đến nay, ISS đã đón các phi hành gia từ 14 nước khác nhau, trong đó có năm khách du lịch vũ trụ.

Lịch sử ra đời và hình thành
Nói tới trạm vũ trụ quốc tế ISS, đây có thể được coi là kết quả từ sự hợp nhất của hai dự án lớn, nhưng thiếu kinh phí để có thể thực hiện riêng biệt là Trạm vũ trụ Tự do (Freedom) của Hoa Kỳ và Trạm vũ trụ Hòa Bình 2 (Mir-2) của Nga.
Ban đầu, vào năm 1984, Tổng thống Hoa Kỳ lúc bấy giờ là ông Ronald Reagan đã tuyên bố rằng Mỹ sẽ bắt đầu xây dựng một trạm quỹ đạo của riêng mình trong không. Kế hoạch của NASA là sẽ sử dụng các tàu con thoi để đưa các mô đun của trạm vũ trụ này lên trên đó và tạo thành Trạm vũ
trụ tự do, giống như cách mà Liên Xô đã làm để thực hiện dự án Mir.
Thế nhưng, tất cả đã bị huỷ bỏ khi mà Liên Xô chính thức sụp đổ, kéo theo đó là chiến tranh lạnh kết thúc và cuộc chạy đua về không gian cũng dừng lại. Đây cũng là thời điểm mà các cơ quan, tổ chức nghiên cứu vũ trụ của Hoa Kỳ bắt đầu đàm phán với các đối tác quốc tế có sự phát triển mạnh mẽ về không gian. Các quốc gia mà Hoa Kỳ liên hệ là những nước đã tham gia xây dựng ISS, đó là Canada, Nhật Bản, Châu u và Nga. Dự án hợp tác giữa 5 cơ quan không gian vũ trụ này là sự kết hợp và liên kết các kế hoạch xây dựng trạm vũ trụ của cả 5 cơ quan với nhau và được công bố lần đầu tiên vào năm 1993.
Về cơ bản, Trạm vũ trụ quốc tế ISS được tạo thành từ việc lắp ghép 2 mô-đun với nhau. Tuy nhiên điểm thú vị là 2 mô-đun này được nghiên cứu, phát triển bởi hai quốc gia có nền khoa học vũ trụ bậc nhất thế giới là Mỹ và Nga. Mô-đun do Mỹ phát triển được gọi là Unity, còn mô-đun của Nga được gọi là Zarya. Cho đến nay 2 mô-đun này vẫn tồn tại và hoạt động bình thường.

Quá trình lắp ghép
Mô-đun đầu tiên của Trạm Vũ trụ Quốc tế là Zarya (Bình minh), được phóng lên bằng tên lửa Proton vào tháng 11/1998. Hai tuần sau, STS-88 làm nhiệm vụ mang Unity (Thống nhất), một trong ba mô-đun Node và kết nối nó với Zarya. Hai mô-đun nhỏ nhất tự động hoạt động trong một năm, cho đến tháng 6 năm 2000, mô-đun Zvezda (Ngôi sao) của Nga được kết nối thêm, tối thiểu ba thành viên phi hành đoàn được phép ở trên ISS trong thời gian dài. Duy nhất mô-đun được bổ sung vào từ năm 2000 đến năm 2006 là mô-đun Phòng thí nghiệm Destiny, được đề xuất bởi STS-98 vào năm 2001.


Hình ảnh về mô-đun Destiny. Ảnh: internet

Khi lắp ráp hoàn thành, ISS có thể tích khoảng 1.000 mét khối, nặng khoảng 400.000 kg (400 tấn), có thể tạo ra định lượng khoảng 100 kilowatt và có chiều dài là 108 đơn vị, 4 mét và chiều module dài là 74m, chứa được 6 phi hành gia. Việc xây dựng trạm sẽ cần hơn 40 chuyến bay lắp ráp. Trong số chuyến bay này, 33 chuyến bay được lên kế hoạch sử dụng tàu con thoi để vận chuyển thiết bị, 28 trong số đó đã được thực hiện và 5 chuyến bay từ nay đến năm 2010. Các chuyến bay lắp ráp khác bao gồm mô-đun được phóng to bằng tên lửa Proton của Nga hoặc tên lửa Soyuz (Soyuz), như trường hợp của Pirs Air Button.
Ngoài các chuyến bay lắp ráp và hậu cần, tàu Vận tải Tiến bộ sẽ thực hiện khoảng 30 chuyến bay để cung cấp đầy đủ nguồn cung cấp cho đến năm 2010. Thiết bị phòng thí nghiệm, nhiên liệu và các vật tư tiêu hao khác sẽ được chuyển đến tất cả các phương tiện tham quan ISS, bao gồm: Tàu con thoi, tàu vũ trụ Tiến bộ, ATV châu u (chuyến bay đầu tiên vào tháng 3 năm 2008) và HTV Nhật Bản (dự kiến vào cuối ngày). 2009). Khi hoàn thành, trạm ISS sẽ bao gồm các mô-đun điều áp kết nối với nhau được gắn vào một giàn cấu trúc thống nhất trên đó được gắn bốn cặp mô-đun tế bào quang điện-quang điện lớn (tấm pin mặt trời). Các mô-đun điều áp và giàn đỡ sẽ được đặt vuông góc với nhau: giàn đỡ mở rộng từ mạn phải đến trái, và các khu vực sinh hoạt tiếp tục ở cả hai đầu của trạm. Mặc dù góc nghiêng của trạm có thể thay đổi trong quá trình xây dựng, nhưng nó sẽ theo đúng hướng di chuyển khi tất cả bốn cặp mô-đun PV được định vị chính xác ở hai đầu của trạm.

Đơn vị vận hành
Cơ chế định đoạt đối với hoạt động của Trạm vũ trụ quốc tế trong một thỏa thuận được gọi là Biên bản ghi nhớ (MOU). Nguyên tắc được nêu ra trong bản ghi nhớ là sự định đoạt phải được đưa ra bởi sự đồng thuận giữa các nước tham gia. Tuy nhiên, điều này lại nảy sinh một vấn đề khác, nếu bạn muốn phê duyệt một hoạt động trên ISS, một hội nghị quốc tế phải được tổ chức. Do đó, Biên bản ghi nhớ trực tiếp chỉ định NASA làm đại diện quản lý hoạt động của vũ trụ.
Việc quản lý Trạm vũ trụ quốc tế (giữa các mô-đun) được phân chia giữa các quốc gia thành viên. Ví dụ như hệ thống điều khiển tổng thể, bay điều khiển phòng toàn bộ máy được đặt tại Trung tâm vũ trụ Lyndon Johnson ở Texas, Mỹ. Trên ISS còn có một đại diện chỉ huy cho các nhà điều hành có nhiệm vụ giữ nhà ga và phi hành đoàn được an toàn và hoạt động trong mọi tình huống. Các huy cũng phải trao đổi thông tin với các trung tâm mặt đất về trạng thái của ISS.


Phi hành gia người Mỹ Thomas Marshburn đi bộ ngoài không gian. Ảnh: NASA

Những nghiên cứu khoa học trên ISS

ISS không chỉ phục vụ cho việc nghiên cứu vũ trụ mà còn để con người thực hiện các nghiên cứu khác trên đây.
Đầu tiên là nghiên cứu về sinh vật học trên ISS. Mục đích thứ nhất là để nâng cao tầm hiểu biết của chúng ta về những ảnh hưởng lâu dài đối với không gian không trọng lực lên cơ thể con người. Các vấn đề cơ, xương và những thay đổi về chất lỏng được nghiên cứu với mục đích sử dụng những dữ liệu này để phục vụ cho cuộc sống của con người trong không gian và du hành vũ trụ dài hạn. Nếu ứng dụng thành công thì những chuyến bay dài ngày của con người của con người trong không gian sẽ khả thi hơn. Cùng với đó, những nghiên cứu về quá trình tiến hoá, sinh trưởng, phát triển bên trong động thực vật cũng được đưa vào nghiên cứu trên ISS.


Những thí nghiệm độc đáo trên ISS. Ảnh: NASA


NASA cũng quan tâm đến việc nghiên cứu các vấn đề nổi bật trong vật lý. Vật lý chất lỏng ở trong môi trường vi trọng lực, sự kết hợp của các chất lỏng trong không gian.. là những thí nghiệm mà các nhà khoa học vô cùng quan tâm. Bằng việc nghiên cứu những phản ứng được làm chậm lại bằng trọng lực và nhiệt độ thấp, các nhà khoa học cũng hy vọng tìm ra được sự hiểu biết mới sâu sắc hơn về các trạng thái của vật chất (đặc biệt là trong hiện tượng siêu dẫn). Thêm vào đó chính là nghiên cứu về sự cháy ở trong một môi trường mà trọng lực bé hơn so với ở Trái Đất. Kết quả của những nghiên cứu này sẽ có ứng dụng rất lớn trong hoạt động kinh tế cũng như các vấn đề về môi trường.

Mục đích lâu dài của những nghiên cứu này là để phục vụ cho các lĩnh vực xây dựng căn cứ trong không gian. Khám phá và thám hiểm những hành tinh mới, sự sống lâu dài của con người ngoài không gian hay các cách mới để điều trị các căn bệnh, những phương pháp tốt hơn trong sản xuất vật chất, những kết quả đo lường gần như chính xác tuyệt đối mà khi ở Trái Đất sẽ không làm được.

Một số biến cố mà ISS đã gặp phải

Các công trình nào cũng vậy, những sự cố xảy ra là chuyện hết sức bình thường và ISS cũng không ngoại lệ.

Sự cố đầu tiên chính là thảm họa tàu Columbia vào ngày 1/2/2003, Mỹ đã phải đình chỉ "Chương trình tàu con thoi" hai năm rưỡi, sau đó là những vấn đề về nối lại hoạt động của các chuyến bay vào năm 2005. Trong khoảng thời gian xảy ra thảm họa, mọi hoạt động thay đổi phi hành đoàn đều do tàu vũ trụ Soyuz của Nga thực hiện.



Tàu con thoi Columbia trong nhiệm vụ cuối cùng. Ảnh: Internet

Vào năm 2006, sự cố khói xảy ra khiến cho phi hành đoàn của Nga phải kích hoạt báo cháy khẩn cấp vì khói từ một trong ba máy cung cấp oxi thoát ra. Điều này đã gây ra sự sợ hãi không hề nhỏ cho phi hành đoàn Expedition 13 do lửa có thể bùng ra trong mô-đun. Thật may mắn là mọi thứ vẫn ổn và các phi hành gia đều an toàn. Nguyên nhân là do một sự rò rỉ Kali Hidroxit từ một lỗ thông oxi. Ngay lập tức, thiết bị này đã phải dừng hoạt động.

Vào ngày 14/6/2007, tại khu vực Nga một máy tính đã ngừng hoạt động do trục trặc. Điều này đã dẫn đến sự cung cấp oxy bị ngừng lại, máy lọc carbon dioxide và các thiết bị hệ thống kiểm soát môi trường cũng dừng hoạt động theo. Nguyên nhân dẫn đến sự cố này là do sự tăng lên quá cao ở nhiệt độ và khi máy tính khởi động bình thường thì đã tạo ra một báo động sai về hỏa hoạn.

Đây chính là những sự cố tiêu biểu đã xảy ra ở trên Trạm vũ trụ Quốc tế ISS. May mắn là tất cả sự cố đều được kiểm soát và k

Tương lai của ISS

Mỹ, Nga và quốc tế đối tác đã mất hơn 20 năm và hơn 100 tỷ USD để đưa ISS vào hoạt động. Vấn đề hiện nay là mã quỹ đạo "đã có tuổi" này đang trở thành ẩn số và gánh nặng tài chính khi NASA thực hiện sứ mệnh đưa người trở lại mặt trăng. Tương lai của nó ở đâu? Hàng năm NASA phải chi 3-4 Tỷ USD để vận hành quỹ đạo và đưa phi hành đoàn trở về. Con số này chiếm một nửa ngân sách cho khám phá vũ trụ của NASA. Mỹ và các quốc gia khác đã cam kết cung cấp kinh phí cho duy trì Trạm vũ trụ quốc tế ít nhất cho đến năm 2024. Nhờ sự giúp đỡ và ủng hộ của chính quyền Biden, tuổi thọ của ISS được kéo dài đến hết năm 2030.

Trước khi ngừng hoạt động ISS, NASA đã ký thỏa thuận với 3 công ty tư nhân để khởi động các trạm vũ trụ thương mại cho tất cả các công ty này. Các trạm vũ trụ ấy sẽ được khởi động bởi Blue Origin, Nanoracks LLC và Northrop Grumman Systems Corporation. Chúng dự kiến sẽ hoạt động trước khi ISS rơi xuống biển.

Từ giờ đến ngày nghỉ hưu, ISS vẫn khá bận rộn với những nghiên cứu cần hoàn thành. NASA cho biết kế hoạch đưa con người trở lại Mặt trăng và Sao Hỏa là hai trong số các nhiệm vụ dài hạn đang tiến hành trên ISS. Cơ quan này cũng dự định sẽ đưa người phụ nữ đầu tiên và người da màu đầu tiên lên mặt trăng trong thập kỷ này, sau năm 2025.

Theo công bố mới nhất của NASA, Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) sẽ rơi xuống Thái Bình Dương vào tháng 1 năm 2031, kết thúc sứ mệnh của mình!

Nguồn: Tổng hợp