Đoạn Video
Ảnh
Trương Cẩm Tú
Guest
Trạm Vũ trụ Quốc tế (International Space Station - ISS) là một trong những thành tựu khoa học và kỹ thuật vĩ đại nhất của nhân loại, được xây dựng và vận hành bởi sự hợp tác quốc tế giữa nhiều cơ quan vũ trụ lớn như NASA (Mỹ), Roscosmos (Nga), ESA (Châu Âu), JAXA (Nhật Bản) và CSA (Canada). Đây là một phòng thí nghiệm không gian khép kín, nơi các phi hành gia sinh sống và tiến hành các nghiên cứu khoa học trong môi trường vi trọng lực.
ISS được bắt đầu xây dựng vào ngày 20 tháng 11 năm 1998, khi mô-đun đầu tiên mang tên Zarya (do Nga chế tạo) được phóng lên quỹ đạo. Từ đó, trạm được lắp ráp dần qua nhiều sứ mệnh, với các mô-đun và thiết bị được bổ sung bởi các quốc gia tham gia. ISS chính thức có phi hành đoàn thường trực từ ngày 2 tháng 11 năm 2000, đánh dấu sự khởi đầu của hoạt động liên tục cho đến nay.
ISS quay quanh Trái Đất ở độ cao trung bình khoảng 400 km so với mực nước biển. Độ cao này có thể thay đổi đôi chút do tác động của khí quyển và các điều chỉnh quỹ đạo định kỳ để tránh rác vũ trụ hoặc duy trì vị trí. Trạm di chuyển với vận tốc khoảng 27.600 km/h, hoàn thành một vòng quanh Trái Đất trong khoảng 90 phút, tương đương với 16 lần mỗi ngày.
ISS hoạt động trong tầng nhiệt (thermosphere) của khí quyển Trái Đất, một vùng có mật độ khí rất loãng, chủ yếu là các phân tử oxy và nitơ. Ở độ cao này, không có không khí đủ để thở như trên mặt đất, và nhiệt độ dao động mạnh: từ cực nóng (lên đến hơn 120°C) khi tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng Mặt Trời, đến cực lạnh (dưới -150°C) khi ở trong bóng tối. Ngoài ra, ISS chịu ảnh hưởng của bức xạ vũ trụ và các hạt năng lượng cao từ Mặt Trời, đòi hỏi lớp vỏ bảo vệ đặc biệt để che chắn cho phi hành gia và thiết bị.
Môi trường xung quanh ISS cũng chứa rác vũ trụ – các mảnh vỡ từ vệ tinh, tên lửa cũ – di chuyển với tốc độ cao, gây nguy cơ va chạm. Trạm được trang bị hệ thống giám sát để tránh các mối đe dọa này. Bên trong, ISS duy trì không khí nhân tạo (giống Trái Đất, với oxy và nitơ) nhờ hệ thống tái chế, cùng nhiệt độ ổn định khoảng 22-24°C để phi hành gia sinh sống.
ISS được thiết kế để hỗ trợ tối đa 7 người thường trực trong thời gian dài. Tuy nhiên, con số này có thể thay đổi dựa trên lịch trình của các sứ mệnh và tàu vũ trụ vận chuyển phi hành gia.
Từ năm 2000 (khi ISS bắt đầu có người ở liên tục) đến năm 2009, phi hành đoàn thường chỉ có 2-3 người do hạn chế về không gian và nguồn lực. Sau khi hoàn thiện các mô-đun và nâng cấp hệ thống hỗ trợ sự sống, số lượng tăng lên 6 người thường trực từ năm 2009.
Hiện nay (tính đến 2025), con số phổ biến là 6 hoặc 7, tùy vào sứ mệnh.
Vấn đề nấm mốc trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS)
Chất lượng cuộc sống trên ISS luôn là một mối quan ngại, và các phi hành gia, bao gồm cả những người từ Nga, đã nhận thức rõ điều này. Vào những năm trước, các phi hành gia Nga từng báo cáo về sự hiện diện của nấm mốc trong một số khu vực của ISS, chẳng hạn như mô-đun Zarya – một trong những khoang đầu tiên của trạm.
Theo các tiêu chuẩn an toàn, mức độ vi sinh vật, bao gồm nấm mốc, trong không khí cần được kiểm soát nghiêm ngặt để đảm bảo môi trường sống phù hợp cho con người. Các nghiên cứu đã xác nhận rằng nấm mốc như Aspergillus và Penicillium từng xuất hiện trên ISS, vượt mức cho phép ở một số thời điểm, dù con số cụ thể (ví dụ "110 đơn vị/m³" so với ngưỡng "100 đơn vị/m³") chưa được công bố chính thức trong tài liệu công khai.
Sự hiện diện của nấm mốc có thể gây ra nhiều vấn đề: làm ô nhiễm thực phẩm, ăn mòn thiết bị, và giảm chất lượng không khí. Đối với phi hành gia, nấm mốc đôi khi gây kích ứng đường hô hấp hoặc nhiễm trùng nhẹ, đặc biệt khi hệ miễn dịch suy yếu trong không gian. Tuy nhiên, chưa có bằng chứng nào cho thấy nó dẫn đến các hậu quả nghiêm trọng như tử vong.
ISS là một môi trường khép kín, tạo điều kiện cho nấm mốc phát triển, và với khả năng y tế hạn chế trong không gian, việc kiểm soát vấn đề này rất quan trọng. Nấm mốc không chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe phi hành gia mà còn tác động đến các thí nghiệm khoa học, đặc biệt là nghiên cứu về sự phát triển của thực vật trong không gian. Sự nhiễm bẩn từ nấm mốc có thể làm hỏng mẫu thử nghiệm, khiến kết quả không còn chính xác.
Điều đáng chú ý là nấm mốc không chỉ tồn tại bên trong ISS. Các thí nghiệm như EXPOSE đã phát hiện vi sinh vật, bao gồm nấm mốc, có khả năng sống sót trên bề mặt bên ngoài trạm trong điều kiện khắc nghiệt của vũ trụ. Dù vậy, ý tưởng "nấm mốc chiếm trạm vũ trụ" vẫn chỉ là suy đoán vui, không phải thực tế. Các phi hành gia thường xuyên làm sạch bề mặt để ngăn chặn sự lây lan của nấm mốc, dù công việc này mất nhiều thời gian.
Một số nhà khoa học lo ngại rằng bào tử nấm mốc từ ISS có thể theo tàu vũ trụ đến Mặt Trăng, sao Hỏa hoặc xa hơn, nhưng hiện chưa có bằng chứng nào cho thấy chúng gây nguy hiểm lớn khi quay lại Trái Đất. Khả năng nấm mốc đột biến trong môi trường không gian là có thật, nhưng chưa đủ dữ liệu để kết luận chúng trở thành "siêu nấm" gây hại.
Đi vệ sinh trên trạm vũ trụ – Một thách thức kỹ thuật
Việc đi vệ sinh trong môi trường không trọng lực của ISS là một vấn đề kỹ thuật phức tạp. Không thể sử dụng toilet thông thường như trên Trái Đất, phi hành gia phải dùng hệ thống hút chân không để thu gom nước tiểu và phân vào các túi kín hoặc bể chứa đặc biệt. Nếu hệ thống này hỏng, chất thải có thể trôi nổi, gây nguy cơ ô nhiễm và bệnh tật.
Trong những ngày đầu của các trạm vũ trụ như Mir, chất thải đôi khi được đóng gói và thải ra không gian. Tuy nhiên, trên ISS hiện nay, nước tiểu được tái chế thành nước uống qua hệ thống lọc tiên tiến, còn phân được lưu trữ và gửi về Trái Đất bằng tàu vận tải như Progress hoặc Cygnus. Phương pháp này vừa tiết kiệm tài nguyên vừa giảm ô nhiễm không gian.
Dù vậy, hệ thống vệ sinh trên ISS không phải lúc nào cũng hoạt động hoàn hảo. Năm 2019, mô-đun Tranquility của Mỹ gặp sự cố rò rỉ nước từ toilet, khiến phi hành gia gặp khó khăn trong việc sử dụng. Một sự cố khác xảy ra vào năm 2021 trên tàu Crew Dragon của SpaceX, khi ống dẫn nước tiểu bị rò rỉ dưới sàn tàu, buộc phi hành gia phải mặc tã trong chuyến trở về Trái Đất. Những sự cố này không chỉ ảnh hưởng đến vệ sinh mà còn làm tăng nguy cơ vi khuẩn phát triển nếu chất thải không được xử lý kịp thời.
Giấc ngủ trên ISS – Không gian nhỏ và tiếng ồn
Sống lâu dài trên ISS đặt ra nhiều thách thức, trong đó giấc ngủ là một vấn đề lớn. Trong môi trường vi trọng lực, phi hành gia phải ngủ trong túi ngủ cố định vào tường để tránh trôi nổi. ISS có sáu cabin ngủ nhỏ, chủ yếu nằm trong các mô-đun như Harmony, Columbus hoặc Kibo, với kích thước mỗi cabin khoảng 1,2 m³ – đủ chật chội để phi hành gia gần như không thể xoay người.
Những phi hành gia không có cabin riêng thường mang túi ngủ cá nhân và nghỉ ngơi ở bất kỳ khu vực nào có điều kiện thông gió tốt, đôi khi chỉ "nằm trên sàn" gần trạm làm việc. Cabin ngủ trong Harmony không có cửa sổ, tạo cảm giác khép kín, trong khi một số khu vực khác có thể tận dụng ánh sáng từ cửa sổ trạm.
ISS vận hành nhờ hàng loạt thiết bị như quạt, máy bơm, và hệ thống lọc không khí, tạo ra tiếng ồn liên tục từ 50 đến 70 dB – tương đương tiếng máy hút bụi. Các cabin ngủ được đặt ở những góc yên tĩnh nhất, nhưng vẫn không thể tránh hoàn toàn tiếng ồn. Lỗ thông gió trong cabin là cần thiết để đảm bảo không khí lưu thông, nhưng điều này làm giảm hiệu quả cách âm. Phi hành gia thường dùng nút tai để ngủ, dù trải nghiệm không thực sự thoải mái.
Một số phi hành gia, như Scott Kelly, đã mô tả môi trường sống trên ISS là khắc nghiệt, với bụi, tế bào da chết trôi nổi, và nấm mốc ở nhiều nơi. Tiếng ồn kéo dài có thể ảnh hưởng đến sức khỏe tinh thần, nhưng không có bằng chứng cho thấy nó gây điếc như một số lo ngại. Việc luân chuyển phi hành gia định kỳ (thường 6 tháng) chủ yếu nhằm giảm tác động của vi trọng lực và bức xạ, chứ không phải do tiếng ồn.
Cuộc sống trên ISS đối mặt với nhiều khó khăn: nấm mốc cần được kiểm soát chặt chẽ, hệ thống vệ sinh đôi khi gặp trục trặc, và giấc ngủ bị ảnh hưởng bởi không gian chật hẹp cùng tiếng ồn. Tuy nhiên, nhờ công nghệ và quy trình nghiêm ngặt, các phi hành gia vẫn duy trì được sức khỏe và hoàn thành nhiệm vụ trong môi trường đặc biệt này.
ISS được bắt đầu xây dựng vào ngày 20 tháng 11 năm 1998, khi mô-đun đầu tiên mang tên Zarya (do Nga chế tạo) được phóng lên quỹ đạo. Từ đó, trạm được lắp ráp dần qua nhiều sứ mệnh, với các mô-đun và thiết bị được bổ sung bởi các quốc gia tham gia. ISS chính thức có phi hành đoàn thường trực từ ngày 2 tháng 11 năm 2000, đánh dấu sự khởi đầu của hoạt động liên tục cho đến nay.
ISS quay quanh Trái Đất ở độ cao trung bình khoảng 400 km so với mực nước biển. Độ cao này có thể thay đổi đôi chút do tác động của khí quyển và các điều chỉnh quỹ đạo định kỳ để tránh rác vũ trụ hoặc duy trì vị trí. Trạm di chuyển với vận tốc khoảng 27.600 km/h, hoàn thành một vòng quanh Trái Đất trong khoảng 90 phút, tương đương với 16 lần mỗi ngày.
ISS hoạt động trong tầng nhiệt (thermosphere) của khí quyển Trái Đất, một vùng có mật độ khí rất loãng, chủ yếu là các phân tử oxy và nitơ. Ở độ cao này, không có không khí đủ để thở như trên mặt đất, và nhiệt độ dao động mạnh: từ cực nóng (lên đến hơn 120°C) khi tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng Mặt Trời, đến cực lạnh (dưới -150°C) khi ở trong bóng tối. Ngoài ra, ISS chịu ảnh hưởng của bức xạ vũ trụ và các hạt năng lượng cao từ Mặt Trời, đòi hỏi lớp vỏ bảo vệ đặc biệt để che chắn cho phi hành gia và thiết bị.
Môi trường xung quanh ISS cũng chứa rác vũ trụ – các mảnh vỡ từ vệ tinh, tên lửa cũ – di chuyển với tốc độ cao, gây nguy cơ va chạm. Trạm được trang bị hệ thống giám sát để tránh các mối đe dọa này. Bên trong, ISS duy trì không khí nhân tạo (giống Trái Đất, với oxy và nitơ) nhờ hệ thống tái chế, cùng nhiệt độ ổn định khoảng 22-24°C để phi hành gia sinh sống.
ISS được thiết kế để hỗ trợ tối đa 7 người thường trực trong thời gian dài. Tuy nhiên, con số này có thể thay đổi dựa trên lịch trình của các sứ mệnh và tàu vũ trụ vận chuyển phi hành gia.
Từ năm 2000 (khi ISS bắt đầu có người ở liên tục) đến năm 2009, phi hành đoàn thường chỉ có 2-3 người do hạn chế về không gian và nguồn lực. Sau khi hoàn thiện các mô-đun và nâng cấp hệ thống hỗ trợ sự sống, số lượng tăng lên 6 người thường trực từ năm 2009.
Hiện nay (tính đến 2025), con số phổ biến là 6 hoặc 7, tùy vào sứ mệnh.
Vấn đề nấm mốc trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS)
Chất lượng cuộc sống trên ISS luôn là một mối quan ngại, và các phi hành gia, bao gồm cả những người từ Nga, đã nhận thức rõ điều này. Vào những năm trước, các phi hành gia Nga từng báo cáo về sự hiện diện của nấm mốc trong một số khu vực của ISS, chẳng hạn như mô-đun Zarya – một trong những khoang đầu tiên của trạm.
Theo các tiêu chuẩn an toàn, mức độ vi sinh vật, bao gồm nấm mốc, trong không khí cần được kiểm soát nghiêm ngặt để đảm bảo môi trường sống phù hợp cho con người. Các nghiên cứu đã xác nhận rằng nấm mốc như Aspergillus và Penicillium từng xuất hiện trên ISS, vượt mức cho phép ở một số thời điểm, dù con số cụ thể (ví dụ "110 đơn vị/m³" so với ngưỡng "100 đơn vị/m³") chưa được công bố chính thức trong tài liệu công khai.
Sự hiện diện của nấm mốc có thể gây ra nhiều vấn đề: làm ô nhiễm thực phẩm, ăn mòn thiết bị, và giảm chất lượng không khí. Đối với phi hành gia, nấm mốc đôi khi gây kích ứng đường hô hấp hoặc nhiễm trùng nhẹ, đặc biệt khi hệ miễn dịch suy yếu trong không gian. Tuy nhiên, chưa có bằng chứng nào cho thấy nó dẫn đến các hậu quả nghiêm trọng như tử vong.
ISS là một môi trường khép kín, tạo điều kiện cho nấm mốc phát triển, và với khả năng y tế hạn chế trong không gian, việc kiểm soát vấn đề này rất quan trọng. Nấm mốc không chỉ ảnh hưởng đến sức khỏe phi hành gia mà còn tác động đến các thí nghiệm khoa học, đặc biệt là nghiên cứu về sự phát triển của thực vật trong không gian. Sự nhiễm bẩn từ nấm mốc có thể làm hỏng mẫu thử nghiệm, khiến kết quả không còn chính xác.
Điều đáng chú ý là nấm mốc không chỉ tồn tại bên trong ISS. Các thí nghiệm như EXPOSE đã phát hiện vi sinh vật, bao gồm nấm mốc, có khả năng sống sót trên bề mặt bên ngoài trạm trong điều kiện khắc nghiệt của vũ trụ. Dù vậy, ý tưởng "nấm mốc chiếm trạm vũ trụ" vẫn chỉ là suy đoán vui, không phải thực tế. Các phi hành gia thường xuyên làm sạch bề mặt để ngăn chặn sự lây lan của nấm mốc, dù công việc này mất nhiều thời gian.
Một số nhà khoa học lo ngại rằng bào tử nấm mốc từ ISS có thể theo tàu vũ trụ đến Mặt Trăng, sao Hỏa hoặc xa hơn, nhưng hiện chưa có bằng chứng nào cho thấy chúng gây nguy hiểm lớn khi quay lại Trái Đất. Khả năng nấm mốc đột biến trong môi trường không gian là có thật, nhưng chưa đủ dữ liệu để kết luận chúng trở thành "siêu nấm" gây hại.
Đi vệ sinh trên trạm vũ trụ – Một thách thức kỹ thuật
Việc đi vệ sinh trong môi trường không trọng lực của ISS là một vấn đề kỹ thuật phức tạp. Không thể sử dụng toilet thông thường như trên Trái Đất, phi hành gia phải dùng hệ thống hút chân không để thu gom nước tiểu và phân vào các túi kín hoặc bể chứa đặc biệt. Nếu hệ thống này hỏng, chất thải có thể trôi nổi, gây nguy cơ ô nhiễm và bệnh tật.
Trong những ngày đầu của các trạm vũ trụ như Mir, chất thải đôi khi được đóng gói và thải ra không gian. Tuy nhiên, trên ISS hiện nay, nước tiểu được tái chế thành nước uống qua hệ thống lọc tiên tiến, còn phân được lưu trữ và gửi về Trái Đất bằng tàu vận tải như Progress hoặc Cygnus. Phương pháp này vừa tiết kiệm tài nguyên vừa giảm ô nhiễm không gian.
Dù vậy, hệ thống vệ sinh trên ISS không phải lúc nào cũng hoạt động hoàn hảo. Năm 2019, mô-đun Tranquility của Mỹ gặp sự cố rò rỉ nước từ toilet, khiến phi hành gia gặp khó khăn trong việc sử dụng. Một sự cố khác xảy ra vào năm 2021 trên tàu Crew Dragon của SpaceX, khi ống dẫn nước tiểu bị rò rỉ dưới sàn tàu, buộc phi hành gia phải mặc tã trong chuyến trở về Trái Đất. Những sự cố này không chỉ ảnh hưởng đến vệ sinh mà còn làm tăng nguy cơ vi khuẩn phát triển nếu chất thải không được xử lý kịp thời.
Giấc ngủ trên ISS – Không gian nhỏ và tiếng ồn
Sống lâu dài trên ISS đặt ra nhiều thách thức, trong đó giấc ngủ là một vấn đề lớn. Trong môi trường vi trọng lực, phi hành gia phải ngủ trong túi ngủ cố định vào tường để tránh trôi nổi. ISS có sáu cabin ngủ nhỏ, chủ yếu nằm trong các mô-đun như Harmony, Columbus hoặc Kibo, với kích thước mỗi cabin khoảng 1,2 m³ – đủ chật chội để phi hành gia gần như không thể xoay người.
Những phi hành gia không có cabin riêng thường mang túi ngủ cá nhân và nghỉ ngơi ở bất kỳ khu vực nào có điều kiện thông gió tốt, đôi khi chỉ "nằm trên sàn" gần trạm làm việc. Cabin ngủ trong Harmony không có cửa sổ, tạo cảm giác khép kín, trong khi một số khu vực khác có thể tận dụng ánh sáng từ cửa sổ trạm.
ISS vận hành nhờ hàng loạt thiết bị như quạt, máy bơm, và hệ thống lọc không khí, tạo ra tiếng ồn liên tục từ 50 đến 70 dB – tương đương tiếng máy hút bụi. Các cabin ngủ được đặt ở những góc yên tĩnh nhất, nhưng vẫn không thể tránh hoàn toàn tiếng ồn. Lỗ thông gió trong cabin là cần thiết để đảm bảo không khí lưu thông, nhưng điều này làm giảm hiệu quả cách âm. Phi hành gia thường dùng nút tai để ngủ, dù trải nghiệm không thực sự thoải mái.
Một số phi hành gia, như Scott Kelly, đã mô tả môi trường sống trên ISS là khắc nghiệt, với bụi, tế bào da chết trôi nổi, và nấm mốc ở nhiều nơi. Tiếng ồn kéo dài có thể ảnh hưởng đến sức khỏe tinh thần, nhưng không có bằng chứng cho thấy nó gây điếc như một số lo ngại. Việc luân chuyển phi hành gia định kỳ (thường 6 tháng) chủ yếu nhằm giảm tác động của vi trọng lực và bức xạ, chứ không phải do tiếng ồn.
Cuộc sống trên ISS đối mặt với nhiều khó khăn: nấm mốc cần được kiểm soát chặt chẽ, hệ thống vệ sinh đôi khi gặp trục trặc, và giấc ngủ bị ảnh hưởng bởi không gian chật hẹp cùng tiếng ồn. Tuy nhiên, nhờ công nghệ và quy trình nghiêm ngặt, các phi hành gia vẫn duy trì được sức khỏe và hoàn thành nhiệm vụ trong môi trường đặc biệt này.
