Trạm vũ trụ của Trung Quốc chuẩn bị đón hơn 1.000 thí nghiệm khoa học

Trung Quốc đã phóng phần lõi của trạm vũ trụ lên không gian vào tháng Tư và gửi ba phi hành gia lên vào tháng Sáu. Có thể đến cuối năm 2022, trạm vũ trụ mới hoàn thành lắp đặt, nhưng đã có một hàng dài các thí nghiệm từ khắp nơi trên thế giới đang chờ để được tiến hành trên đó.

Các nhà khoa học Trung Quốc cho biết Cơ quan Không gian có người lái Trung Quốc (CMSA) đến nay đã tạm thời phê duyệt hơn 1.000 thí nghiệm, một số thậm chí đã được đưa lên trạm vũ trụ.

Trước tháng 4/2021, Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) là phòng thí nghiệm duy nhất trong không gian và nhiều nhà nghiên cứu hoan nghênh Tiangong vì họ sẽ có thêm lựa chọn nơi thí nghiệm trong không gian, giúp ích cho lĩnh vực quan sát thiên văn và Trái đất, cũng như nghiên cứu cách vi trọng lực và bức xạ vũ trụ ảnh hưởng đến các hiện tượng, ví dụ, sự phát triển của vi khuẩn và sự trộn lẫn chất lỏng.

“Chúng ta cần thêm nhiều trạm vũ trụ, bởi một trạm vũ trụ chắc chắn không đủ”, Agnieszka Pollo, nhà vật lý thiên văn tại Trung tâm Nghiên cứu Hạt nhân Quốc gia ở Warsaw, cho biết.

Theo Julie Robinson, nhà khoa học tại Trụ sở NASA, Washington DC, “Việc tăng cường khả năng tiếp cận không gian sẽ giúp ích cho nền khoa học toàn cầu, bất kể ai là quốc gia xây dựng và vận hành các trạm".

Tuy nhiên cũng có nhiều ý kiến cho rằng các trạm vũ trụ rất tốn kém, và phục vụ cho mục đích chính trị nhiều hơn là khoa học.

ISS được phóng vào năm 1998, là sự hợp tác giữa các cơ quan vũ trụ từ Mỹ Nga, châu Âu, Nhật Bản và Canada. Kể từ đó, ISS đã tổ chức hơn 3.000 thí nghiệm khoa học, nhưng Trung Quốc không được tham gia ISS vì các quy tắc của Mỹ trong việc cấm NASA sử dụng tài trợ để hợp tác với Trung Quốc.

Và mặc dù hầu hết các thí nghiệm dự kiến thực hiện trên Tiangong sẽ có sự tham gia của các nhà nghiên cứu Trung Quốc, nhưng nước này cho biết trạm vũ trụ của họ sẽ mở cửa hợp tác với tất cả các nước, bao gồm cả Mỹ.

Vào tháng 6/2019, CMSA và Văn phòng Liên hợp quốc về các vấn đề ngoài không gian (UNOOSA), cơ quan thúc đẩy hợp tác trong không gian, đã chọn 9 thí nghiệm để đưa lên Tiangong sau khi trạm vũ trụ hoàn thành. Simonetta Di Pippo, giám đốc UNOOSA tại Vienna, cho biết những thí nghiệm này liên quan đến 23 tổ chức ở 17 quốc gia.

Trước đó, Trung Quốc từng có hai phòng thí nghiệm nhỏ trong không gian - Tiangong-1 và Tiangong-2. Những phòng thí nghiệm này đã tổ chức hơn 100 thí nghiệm nhưng hiện không còn ở trên quỹ đạo sau một số năm quay quanh Trái đất.

Tricia Larose, nhà nghiên cứu y tế tại Đại học Oslo, người đứng đầu một thí nghiệm dự kiến thực hiện trên Tiangong vào năm 2026, cho biết trạm vũ trụ này có cơ sở vật chất hoàn toàn mới và Trung Quốc đang khuyến khích thực hiện các thí nghiệm chưa từng được thực hiện trong không gian. "Về cơ bản, Trung Quốc đang kêu gọi: hãy phát triển phần cứng thí nghiệm của bạn, làm điều gì đó chưa từng được làm trước đây, và gửi nó cho chúng tôi", Larose nói.

Yang Yang, giám đốc hợp tác quốc tế củaTrung tâm Công nghệ và Kỹ thuật Không gian thuộcHọc viện Khoa học Trung Quốc (CAS), cho biết trạm vũ trụ sẽ có hơn 20 giá treo thí nghiệm, là những phòng thí nghiệm mini với môi trường khép kín, có áp suất. Cũng theo Yang, bên ngoài trạm sẽ có 67 điểm gắn thiết bị nghiên cứu hướng về Trái đất hoặc hướng vào không gian, và trạm sẽ có một máy tính trung tâm mạnh để xử lý dữ liệu từ các thí nghiệm trước khi truyền chúng trở lại Trái đất.

Mô-đun lõi đầu tiên của Tiangong là Tienhe (Thiên Hòa). Vào cuối tháng Năm, tàu chở hàng Tianzhou-2 (Thiên Châu-2) đã đưa nhiên liệu, các bộ đồ không gian và thiết bị thí nghiệm lên mô-đun này. Sau đó, vào tháng Sáu, ba phi hành gia Trung Quốc trên tàu Shenzhou-12 (Thần Châu-12) cũng đã lên đến Tienhe, và sẽ ở đó trong ba tháng tới.

Trong vòng một năm tới, CMSA còn thực hiện 8 nhiệm vụ khác đến Tiangong, 2 trong số đó sẽ mang theo các mô-đun Wentian (Vấn Thiên) và Mengtian (Mộng Thiên) chứa các thí nghiệm khoa học bên trong.

Các thí nghiệm được gửi lên trạm vũ trụ mới bao gồm nhiều lĩnh vực. Trong số đó có HERD (Cơ sở phát hiện bức xạ-vũ trụ năng lượng cao) - một dự án hợp tác giữa Trung Quốc, Ý, Thụy Sĩ, Tây Ban Nha và Đức - dự kiến được đưa lên Tiangong vào năm 2027. Máy dò hạt có giá khoảng 1 tỷ đến 2 tỷ nhân dân tệ (155 triệu đến 310 triệu USD) này sẽ nghiên cứu vật chất tối và tia vũ trụ, Zhang Shuang-Nan, nhà vật lý thiên văn tại Viện Vật lý Năng lượng cao thuộc CAS, nghiên cứu viên chính của HERD, cho biết.

Zhang và Pollo cũng tham gia vào POLAR-2, dự án nghiên cứu sự phân cực của tia phát ra từ các vụ nổ lớn và ở xa, nhằm làm rõ tính chất của các vụ nổ tia, và thậm chí có thể cả sóng hấp dẫn.

Larose có kế hoạch gửi các mô ruột nhân tạo, được gọi là organoids, lên Tiangong. Cô muốn tìm hiểu liệu môi trường trọng lực rất thấp có làm chậm hoặc ngăn chặn sự phát triển của các tế bào ung thư hay không, kết quả có thể dẫn đến các liệu pháp điều trị ung thư mới.

Các dự án khác của các nhà khoa học ở Ấn Độ và Mexico sẽ nghiên cứu sự phát xạ tia cực tím từ các tinh vân và dữ liệu hồng ngoại từ Trái đất để nghiên cứu các điều kiện khí tượng và nguyên nhân dẫn đến các cơn bão dữ dội.

Mặc dù nhiều dự án là quan hệ đối tác giữa các nhà khoa học Trung Quốc và phương Tây, nhưng căng thẳng địa chính trị đã khiến việc hợp tác trở nên khó khăn hơn, Larose lưu ý. Larose nói rằng Na Uy vẫn chưa ký thỏa thuận song phương với Trung Quốc để bật đèn xanh cho dự án của cô. Merlin Kole, nhà vật lý thiên văn tại Đại học Geneva ở Thụy Sĩ, người cũng tham gia POLAR-2, cho biết thêm các quy định cấm xuất khẩu hàng hóa sang Trung Quốc làm cho việc gửi phần cứng điện tử đến Trung Quốc trở nên khó khăn hơn.

Nhưng Di Pippo nói rằng căng thẳng cho đến nay không ảnh hưởng đến tiến độ của các dự án thuộc UNOOSA, đồng thời cho biết thêm cơ quan này đang thảo luận với CMSA để gửi thêm các thí nghiệm lên Tiangong vào cuối năm sau.

Một số nhà khoa học cho rằng các trạm vũ trụ có phi hành đoàn là một sự lãng phí tiền bạc - chi phí của Tiangong đến nay chưa được công khai, nhưng ISS tiêu tốn khoảng 100 tỷ Euro (118 tỷ USD) để xây dựng và bảo trì trong thập kỷ đầu tiên.

"Sẽ tiết kiệm chi phí hơn rất nhiều nếu sử dụng vệ tinh hoặc robot thay vì một trạm vũ trụ có phi hành đoàn", Gregory Kulacki, nhà phân tích về các vấn đề an ninh của Trung Quốc thuộc Union of Concerned Scientists, một nhóm vận động có trụ sở tại Cambridge, Massachusetts, nói. "Ở Trung Quốccũng như ở Mỹ từ lâu đã có tranh cãi giữa những người thích các sứ mệnh sử dụng vệ tinh và robot và chính phủ, vốn muốn sử dụng các chương trình đưa con người vào vũ trụ chủ yếu vì các mục đích chính trị".

Nhưng các nhà nghiên cứu khác chỉ ra, mặc dù việc phóng vệ tinh là một giải pháp thay thế, đối với nhiều thí nghiệm, đặc biệt là những thí nghiệm về vi trọng lực, cần trạm vũ trụ có phi hành đoàn. Trạm vũ trụ là một ngôi nhà để quan sát lâu dài, có khả năng xử lý dữ liệu mạnh và có các phi hành gia thực hiện các nhiệm vụ bảo trì và chạy các thí nghiệm.

Ngoài ra, Tiangong cũng dự định thử nghiệm các công nghệ hỗ trợ con người du hành không gian, phục vụ mục tiêu khám phá không gian của Trung Quốc, Zhang nói.

Trong bối cảnh ISS hiện chỉ có nguồn tài trợ để hoạt động trong khoảng thời gian từ năm 2024 đến năm 2028, rất có thể Tiangong cuối cùng sẽ trở thành trạm vũ trụ duy nhất của Trái đất đang hoạt động.

Tiangong dự kiến ​​sẽ hoạt động trong ít nhất một thập kỷ, và Trung Quốc đã có kế hoạch phóng các tàu vũ trụ khác hoạt động song song với nó. Ngoài ra, Kính viễn vọng Khảo sát không gian của Trung Quốc hay Xuntian - kính thiên văn quang học dài hai mét - cũng sẽ cạnh tranh với Kính viễn vọng Không gian Hubble của NASA. Xuntian sẽ thường xuyên cập vào Tiangong để tiếp nhiên liệu và bảo trì. Dự kiến, kính viễn vọng này sẽ được phóng vào năm 2023, và có trường nhìn vào Vũ trụ sâu hơn so với Hubble.