Chế độ bay cứu mạng phi hành gia sau sự cố phóng tàu Soyuz

Tàu Soyuz rời khỏi bệ phóng. (Ảnh: RT).

Tàu vũ trụ Soyuz của Nga chở hai thành viên mới lên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) gặp sự cố sau khi phóng tại sân bay Baikonur ở Kazakhstan chiều 11/10. Phi hành gia Nick Hague thuộc NASA và Alexey Ovchinin thuộc Roscosmos phải bỏ dở chuyến bay và hạ cánh khẩn cấp bằng khoang tàu vũ trụ, theo Popular Mechanics.

Nhóm phi hành gia bị rung lắc mạnh trong khoang kín. (Video: Guardian).

Đội tìm kiếm cứu hộ đã dùng trực thăng rà soát và tiếp cận được hai phi hành gia. Hình ảnh ban đầu cho thấy cả hai đều trong tình trạng sức khoẻ tốt.

Khi giải thích về sự cố này, NASA nhiều lần nhắc đến thuật ngữ "ballistic reentry" (hồi quyển đạn đạo) và "ballistic mode" (chế độ đạn đạo). Chế độ đạn đạo là cách trở lại khí quyển Trái Đất được các kỹ sư tích hợp vào thiết kế của tàu vũ trụ Soyuz để đề phòng rủi ro bất ngờ. Đây là lần thứ 4 chế độ này được sử dụng trong lịch sử chương trình Soyuz.

Khoang kín (capsule) trong hồi quyển đạn đạo có nhiệm vụ giảm tốc độ cực nhanh để tiếp đất an toàn. Thay vì hành trình bay dài và thẳng trong hồi chuyển có điều khiển, hồi quyển đạn đạo có đường bay dốc và ngắn. Góc hồi quyển của khoang kín tạo ra lực cản khí quyển cần thiết để làm chậm tốc độ rơi của nó.

Tàu Soyuz rơi sau khi gặp sự cố. (Ảnh: Space).

 Tình huống này vô cùng khó khăn đối với phi hành gia. Phương pháp này gia tăng lực gia tốc (lực G) lên cơ thể họ. Chuyến bay ảnh hưởng lớn đến cơ thể thông qua lực G. Khi khoang tàu bay thẳng đều, các lực đều nằm trong giới hạn chịu đựng của cơ thể. Nhưng khi thay đổi tốc độ, lực gia tốc mà phi hành gia phải chịu sẽ dẫn tới phản ứng sinh lý mạnh, tác động nhiều nhất đến hệ tuần hoàn và có thể gây bất tỉnh.

Ví dụ, khi tàu Soyuz TMA-1 bay kiểu hồi chuyển đạn đạo năm 2008, phi hành đoàn phải chịu trọng lực 8G so với 6G mà họ từng trải qua trong hồi quyển có kiểm soát. Hành trình này đã khiến phi hành gia Yi So-yeon người Hàn Quốc phải nhập viện vì bị thương cơ cổ và vết bầm ở cột sống. Theo vụ phóng thất bại vừa qua, các phi hành gia phải chịu lực G từ 6 - 7G.

Khoang kín bay vọt trong quá trình hồi quyển đạn đạo, nhưng vẫn phải duy trì sự ổn định. Nếu tàu Soyuz mất định hướng, khoang kín có thể bị lộ cửa thoát thay vì tấm chắn nhiệ,t làm nhiệt độ tăng lên 1.649 độ C, giết chết các phi hành gia. Để tránh kết cục này, khoang kín của tàu Soyuz xoay quay trục quỹ đạo của nó trên đường rơi xuống để tăng sự ổn định, tương tự viên đạn bắn ra từ nòng súng trường.

Peggy Whitson, nữ phi hành gia sống sót trong lần hồi quyển đạn đạo hồi năm 2008, mô tả trải nghiệm giống một vụ tai nạn xe hơi gây buồn nôn. "Nó giống như một người bị va chạm mạnh và ngã lăn xuống", Whitson chia sẻ. "Tôi cảm thấy mặt mình bị kéo lại. Rất khó thở, như kiểu phải thở qua đường dạ dày, sử dụng cơ hoành thay vì cơ ngực". Đó là kết quả khi lực G ép một người vào ghế ở mức gấp 8 lần trọng lực bình thường.

Hồi chuyển đạn đạo có thể là hành trình bay dữ dội, nhưng những phi hành gia đầu tiên như Yuri Gagarin và John Glenn không có lựa chọn nào khác để trở về Trái Đất. Cuối cùng, các kỹ sư đã thiết kế khoang kín giúp tạo ra lực nâng, khiến đường bay trở nên bằng phẳng hơn và bớt khó chịu hơn.