Cuộc sống của phi hành gia trên vũ trụ: Ăn uống và sinh hoạt

<> 

Du hành vũ trụ có thể là 1 cụm từ mà bạn cảm thấy rất xa lạ và dường như chỉ tồn tại trong phim khoa học viễn tưởng hoặc những bài báo ở tận đẩu tận đâu. Lý do chính khiến du hành vũ trụ trở nên xa xôi như vậy là do từ khi con người lần đầu tiên bước ra không gian vũ trụ (vượt qua độ cao 100km so với mực nước biển) năm 1961 đến giữa năm 2011, chỉ có vỏn vẹn 523 người ở 38 quốc gia từng có vinh dự bay vào vũ trụ.

 

Hiện tại đã có những cá nhân bay lên vũ trụ bằng cách trả tiền để mua "vé" trên các con tàu không gian giống như việc đi... du lịch. Tuy nhiên mỗi chuyến thăm quan vũ trụ hiện tại vẫn tốn chừng vài chục triệu đô. Và dĩ nhiên là nằm ngoài khả năng của hầu hết mọi người. Dù không thể có điều kiện bay lên vũ trụ nhưng tôi chắc rằng tất cả chúng ta đều từng mơ ước được 1 lần ra ngoài không gian. Bài viết sau đây có thể sẽ hé lộ cho bạn những điều chưa biết về cuộc sống bên ngoài bầu khí quyển trái đất của các nhà du hành vũ trụ. Hi vọng rằng nó có thể thỏa mãn phần nào trí tò mò của những bạn đọc... hay mơ mộng.

Trạm vũ trụ mà chúng ta thường được nghe tới nhiều nhất là ISS (International Space Station - Trạm vũ trụ quốc tế). Và quá trình xây dựng của ISS cũng rất "quốc tế": được dựng nên từ nỗ lực của 16 quốc gia và từng đón nhận công dân của 22 quốc gia. Tuy nhiên ISS không phải là trạm vũ trụ duy nhất từng được dựng lên. Tính đến thời điểm hiện tại đã có ít nhất 10 trạm vũ trụ, phần lớn của Liên Xô cũ từng được đưa vào sử dụng. Về cơ bản, trạm vũ trụ cũng chỉ là 1 "tàu mẹ" với diện tích lớn, đảm bảo cho việc sinh hoạt và nghiên cứu của các nhà du hành trong thời gian dài, đồng thời cho phép các tàu con thoi kết nối với trạm để vận chuyển hàng hóa và người qua lại giữa mặt đất với trạm. Và trái với các Tàu con thoi vốn có nhiệm vụ đưa người lên không gian và quay trở về như những chiếc máy bay, các trạm vũ trụ được phóng lên không gian từng phần 1, lắp ghép lại và sẽ được phá hủy hoặc bỏ hoang ngay trên không gian sau khi hết nhiệm vụ.

Các trạm vũ trụ chính là nơi mà cuộc sống trong điều kiện không trọng lực của con người được nghiên cứu tỉ mỉ và chi tiết nhất. Để có thể vươn tới những hành tinh xa hơn mặt trăng trong những chuyến bay kéo dài hàng tháng, thậm chí là nhiều năm thì phản ứng của con người trong môi trường khép kín, bị cách ly với xã hội và không trọng lực cần phải được nghiên cứu thấu đáo cả về sinh lý lẫn tâm lý. Những trạm vũ trụ như ISS chính là nơi để người ta thực hiện những nghiên cứu và quan sát ấy cùng với các nghiên cứu khoa học khác trong môi trường không trọng lực như sinh học, hóa học v...v... Năm 1980, khi anh hùng Phạm Tuân công Nam đầu tiên bay lên vũ trụ cùng với các chuyên gia của Liên Xô, ông đã dành ra toàn bộ thời gian 7 ngày 21 tiếng trên vũ trụ để thực hiện 2 nghiên cứu khoa học mang tính tượng trưng là hòa tan khoáng và trồng bèo hoa dâu trong điều kiện không trọng lực.

"Có thực mới vực được đạo", và vấn đề đầu tiên cần tính đến khi đưa các nhà du hành ra vũ trụ trong thời gian dài là sẽ cho họ ăn gì để đảm bảo thể lực cũng như sự minh mẫn, tinh thần để các nhà du hành đủ sức đối mặt với công việc hết sức nguy hiểm và căng thẳng ngoài không gian?

Vì trong môi trường không trọng lực mọi vật sẽ trôi nổi không cố định vì vậy bạn có thể quên ý tưởng mang... gạo, nước dầu mỡ lên trạm không gian đun nấu như dưới mặt đất. Các nhà du hành của chúng ta sẽ phải chịu ăn đồ nấu sẵn trong suốt thời gian làm việc trên vũ trụ. Thời gian đầu của kỷ nguyên vũ trụ, thức ăn cho các nhà du hành thực sự rất tệ. Các nguồn dinh dưỡng như đạm, bột đường được cung cấp qua những "viên dinh dưỡng" khô khốc, to bằng khoảng 3 ngón tay, giống như 1 miếng lương khô và mỗi lần ăn các phi hành gia phải ... thồn cả miếng 1 vào miệng chứ không được cắn từng miếng nhỏ vì nếu cắn vỡ viên lương khô đó ra thì các mảnh vụn và bột sẽ bay ra lung tung và kẹt vào các thiết bị điện tử trên trạm, gây hỏng hóc.

Bên cạnh đó còn những tuýp dinh dưỡng giống như những tuýp kem đánh răng sử dụng để bổ sung vitamin và giúp đồ ăn khô "dễ nuốt" hơn. Bên cạnh đó việc đồ ăn đều được chế biến sẵn và ở trong trạng thái rất khô nên khi vào dạ dày thức ăn sẽ trở nên rất khó tiêu và có hại cho dạ dày. Thêm nữa các nhà du hành sống trong điều kiện không trọng lực còn chịu ảnh hưởng của hiện tượng sung huyết: khi ở trên trái đất, để bơm máu đến não, tim phải tạo ra 1 áp suất thắng được áp suất do cột máu từ não dồn xuống tim khi chúng ta đứng thẳng. Tuy nhiên với các nhà du hành, tình trạng không trọng lực khiến áp lực của cột máu không còn nữa trong khi tim vẫn hoạt động như bình thường. Điều này dẫn tới lưu lượng máu và huyết áp của máu các nhà du hành ở não cao hơn bình thường. Hiện tượng này gọi là sung huyết và có thể gây ra cảm giác choáng váng, mất khả năng cảm nhận mùi, vị.

Chính vì thế thức ăn của các nhà du hành thường được chế biến rất đậm đà để thích hợp hơn với vị giác đã bị giảm sút. Thời gian về sau này chế độ ăn uống của các nhà du hành được cải thiện, bỏ đi những "tuýp kem" dinh dưỡng và những miếng lương khô vô vị mà thay vào đó là các thức ăn được sấy khô và bảo quản lạnh. Tuy nhiên rõ ràng là nếu bạn nghĩ rằng mình có thể có những bữa ăn thịnh soạn trên trạm vũ trụ thì xin bạn hãy nghĩ lại: Các phi hành gia là những người ăn uống rất kham khổ, ít nhất là trên vũ trụ.

Bên cạnh đó nước uống cũng là 1 vấn đề nan giải. 1 nhà du hành 1 ngày phải mất khoảng gần 2 lít nước để đảm bảo cơ thể hoạt động bình thường, đặc biệt là trong điều kiện thức ăn được sấy khô và đóng gói hoàn toàn khô thì việc uống thêm nước để đảm bảo việc tiêu hóa là điều không thể thiếu. Mỗi lít nước mang từ trái đất lên ISS sẽ tốn khoảng 11 ngàn USD (220 triệu đồng) và mỗi năm NASA mất tới 24 triệu USD chỉ để cung cấp nước cho ISS. Trong hoạt động sống thường ngày của chúng ta, nước thoát ra khỏi cơ thể qua nhiều đường. Ngoài được dễ thấy nhất là... nước tiểu, nước còn thoát ra qua mồ hôi, bốc hơi qua da và qua hơi thở (hãy thử đặt 1 tấm kính và hà hơi lên đó bạn sẽ thấy hơi nước đọng lại mờ trên mặt kính, mỗi lần chúng ta hít thở là 1 lượng nước lại theo hơi thở thoát ra ngoài và trở thành hơi ẩm trong không khí). 

Rất may là không gian trên ISS hoàn toàn khép kín với bầu không khí được điều hòa bằng máy 100%. Chính yếu tố này khiến các khoa học gia Liên Xô đã đi đến ý tưởng cô đọng lượng hơi nước có trong không khí trên ISS để tái sinh 1 phần lượng nước. Tuy nhiên cách này chỉ tái sinh được khoảng 10% lượng nước mà 1 người thường sử dụng. Gần đây NASA còn đang đầu tư 1 dự án giúp lọc... nước thải của các nhà du hành để tái sinh tới 90% lượng nước cần dùng trên ISS. Điều đó có nghĩa là các phi hành gia sẽ "quay vòng" 1 vài lít nước trong rất lâu, đảm bảo tiết kiệm chi phí và hoạt động bình thường của trạm.

Bầu khí quyển trên trái đất có tỉ lệ khoảng 70-20 với 70% là Ni tơ và 20% là Oxy phần còn lại là các dạng khí khác. Và dĩ nhiên là chúng ta chỉ sử dụng 02 cho các hoạt động sống của mình. Nito hầu như không có tác dụng gì trong việc hô hấp của con người, thậm chí nếu nồng độ Nito trong không khí quá cao còn có thể gây ra hiện tượng ngộ độc Nito. Vì vậy ý tưởng ban đầu của NASA là cung cấp loại không khí chỉ có Oxy trong khoang lái của tàu con thoi và các trạm vũ trụ, vừa loại bỏ được việc phải mang thêm Nitro lên không gian gây tốn kém vừa giảm thiểu nguy cơ ngộ độc nitro nếu loại khí này bị rò rỉ.

Và trong dự án tàu Apolo 1, NASA đã thực hiện việc bơm 100% không khí trong khoang lái là Oxy. Lúc đó họ không tính được rằng với 1 bầu khí quyển như vậy khi xảy ra cháy thì đám cháy sẽ lan cực nhanh vì không khí quá giàu oxy, và sự thực là 1 vụ cháy đã cướp đi sinh mạng của cả 3 nhà du hành trên Apolo 1 ngay trong lần thử trên mặt đất năm 1967.

Kết quả là sau thất bại của Apolo 1, các tàu vũ trụ đều có bầu không khí giống như trái đất với áp suất, nhiệt độ và tỉ lệ khí được duy trì ổn định bằng các hệ thống điều hòa. Riêng Oxy được tạo ra bằng phản ứng điện phân nước, năng lượng điện phân được thu từ các tấm pin mặt trời hoặc điện động cơ. Các trạm vũ trụ lớn như ISS còn được trang bị những bình Oxy nén để phòng trường hợp hệ thống tạo Oxy gặp sự cố.

Vấn đề vệ sinh trên trạm vũ trụ là 1 việc cực kỳ quan trọng. Nhiều nghiên cứu cho thấy tốc độ sinh sôi của các loại vi khuẩn trong môi trường không trọng lực nhanh hơn trên trái đất rất nhiều lần đồng nghĩa với việc các bệnh viêm nhiễm và truyền nhiễm sẽ dễ dàng xảy ra hơn và nguy hiểm hơn. Tất cả áo quần của các phi hành gia không thể giặt được vì phải tiết kiệm nước và các thiết bị giặt ly tâm không hoạt động trong môi trường không trọng lực. Vì vậy quần (1 tuần thay 1 lần) cùng với đồ lót, tất, sơ mi (2 ngày thay 1 lần) sẽ được đựng trong các túi kín và gom vào 1 chỗ chờ tiêu hủy chứ không tái sử dụng trừ những trường hợp đặc biệt.

Hệ thống toa lét trên tàu vũ trụ cũng khá đơn giản: Để đảm bảo chất thải không trôi nổi khắp nơi, toa lét của các tàu vũ trụ không sử dụng nước mà có 1 hệ thống quạt hút, khi sử dụng hệ thống quạt hút này hoạt động tạo ra 1 dòng khí lưu thông hút chất thải vào các khoang chứa, phần chất thải này sau đó được phân tách nước , phần bã rắn được đóng gói và lưu trữ lại để sau này phân tích trong các phòng thí nghiệm dưới mặt đất. Chất cặn bã này sẽ giúp người ta hiểu được cơ chế hoạt động của cơ thể các nhà du hành trong điều kiện sinh hoạt trên vũ trụ. Từ đó có những điều chỉnh thích hợp.

Về việc tắm rửa thì trước đây các nhà du hành tắm trong các căn buồng khép kín , sau khi đóng cửa vào họ xả nước như trên mặt đất, phần nước lơ lửng được các quạt hút làm khô. Tuy nhiên hệ thống này giờ đây đã bị gạt bỏ vì tính thiếu tin cậy cùng việc lãng phí nước của nó. Các giọt nước lơ lửng nếu không được xử lý triệt để sẽ gây chập cháy cho các thiết bị điện tử trên tàu. Các tàu vũ trụ hiện đại sử dụng các bông tắm được làm ẩm để các phi hành gia vệ sinh cơ thể thay vì cách xịt nước thành vòi.

Và trong tình trạng không trọng lực, những việc đơn giản như vệ sinh cá nhân, tắm rửa cũng sẽ chiếm mất khoảng 1 tiếng rưỡi mỗi ngày.

Việc nghỉ ngơi trên trạm vũ trụ nhìn chung cũng giống như trên mặt đất với giấc ngủ kéo dài trung bình 8 tiếng/ngày. Các phi hành gia sẽ phải ngủ trong các túi ngủ để đảm bảo họ không bị trôi nổi va chạm lung tung. Giấc ngủ vẫn được thực hiện trùng với giờ mặt đất để đảm bảo sự hoạt động bình thường của đồng hồ sinh học vì khi 1 trạm vũ trụ như ISS quay quanh trái đất tới 16 lần mỗi ngày thì trong 24 tiếng đồng hồ cứ 1 tiếng rưỡi các phi hành gia lại được thấy mặt trời mọc, lặn 1 lần. Thêm vào đó mỗi khi hết giờ nghỉ ngơi các trung tâm điều khiển của NASA ở Houston, Texas sẽ chơi 1 bản nhạc để đánh thức các phi hành gia. Các bản nhạc này đôi khi được gia đình của các nhà du hành yêu cầu tặng cho người thân đang làm nhiệm vụ.

Và trên đây là sơ lược về cuộc sống trên vũ trụ của các nhà du hành. Trong phần sau của bài viết chúng ta sẽ cùng tìm hiểu về những công việc và vật dụng thiết thân của 1 nhà du hành vũ trụ cùng các vấn đề về sức khỏe, tâm lý mà họ gặp phải khi trải qua những nhiệm vụ dài ngày.