- Khiếm khuyết của tấm chắn nhiệt trên khoang Orion được chỉ ra là vấn đề cốt lõi có thể đe dọa sự sống còn của phi hành đoàn trong chuyến bay có người lái Artemis II
- Trong quá trình tái nhập khí quyển của Artemis I, vật liệu Avcoat bị bong tróc trên diện rộng, gây hư hại cấu trúc, và mức độ nghiêm trọng đã được xác nhận qua báo cáo của Văn phòng Tổng Thanh tra NASA (OIG)
- NASA cho rằng nguyên nhân là bong tróc bùng nổ do khí bị giữ lại và có thể khắc phục bằng cách thay đổi quỹ đạo, nhưng vẫn quyết định tiếp tục sử dụng nguyên tấm chắn nhiệt có cùng khiếm khuyết
- Các chuyên gia nội bộ và cựu kỹ sư cảnh báo rằng kiểu ra quyết định tự đánh lừa mình tương tự thảm họa Challenger và Columbia đang lặp lại
- Dưới áp lực chính trị và lịch trình cố định, rủi ro mang tính cấu trúc của NASA khi ép thực hiện chuyến bay có người lái mà không thử nghiệm không người lái đang tái diễn
Khiếm khuyết của khoang Orion và tranh cãi về độ an toàn của sứ mệnh Artemis II
- Sứ mệnh Artemis II là kế hoạch đưa 4 phi hành gia vào quỹ đạo Mặt Trăng, là chuyến bay thứ hai của tên lửa SLS và cũng là chuyến bay có người lái đầu tiên của khoang Orion
- Tấm chắn nhiệt (heat shield) của Orion đã bộc lộ khiếm khuyết có thể gây chí mạng cho sự sống còn của phi hành đoàn khi xảy ra hư hại và bong tróc vật liệu trong lần bay không người lái trước đó (Artemis I)
- Ban đầu NASA đã giảm nhẹ vấn đề, nhưng mức độ nghiêm trọng của hư hại được xác nhận qua báo cáo của Văn phòng Tổng Thanh tra (OIG) và các bức ảnh được công bố
- NASA xác định nguyên nhân là “bong tróc bùng nổ do khí bị giữ lại” và cho rằng có thể giải quyết bằng cách thay đổi quỹ đạo, nhưng vẫn quyết định tiếp tục sử dụng nguyên tấm chắn nhiệt có cùng khiếm khuyết
- Các chuyên gia chỉ trích quyết định của NASA khi cho rằng sự tự đánh lừa mang tính tổ chức tương tự các thảm họa Challenger và Columbia đang lặp lại, trong lúc cơ quan này vẫn thúc ép chuyến bay có người lái mà không có thử nghiệm không người lái
Hư hại tấm chắn nhiệt bộc lộ ở Artemis I
- Trong sứ mệnh Artemis I năm 2022, vật liệu chắn nhiệt Avcoat của khoang Orion đã rơi ra thành các mảng lớn trong lúc tái nhập khí quyển, tạo nên các rãnh sâu và lỗ hổng
- Một số bu lông cỡ lớn đã bị nóng chảy một phần, nhưng thông cáo báo chí ban đầu của NASA không đề cập đến vấn đề này
- Trong các bức ảnh do Văn phòng Tổng Thanh tra NASA (OIG) công bố vào tháng 5/2024, mức độ nghiêm trọng của hư hại mới lộ rõ
- Vấn đề không chỉ là mài mòn bề mặt đơn thuần mà là hư hại cấu trúc của các khối tấm chắn nhiệt
- Avcoat vốn phải bị than hóa một cách trơn đều trong khi vẫn giữ được hình dạng bề mặt, nhưng Orion nặng hơn khoang Apollo hơn gấp đôi và sử dụng thiết kế phân đoạn mang tính thử nghiệm
- Dạng tấm chắn nhiệt này chưa từng được thử nghiệm ở tốc độ quay về từ Mặt Trăng
Ba rủi ro chí mạng mà OIG chỉ ra
-
1. Bong lớp tấm chắn nhiệt (Spalling)
- Khi vật liệu rơi ra, thân khoang không còn được bảo vệ có thể bị lộ ra
- Dòng khí có thể bị biến dạng, tạo ra quá nhiệt cục bộ và hư hại dây chuyền
-
2. Nguy cơ mảnh tấm chắn nhiệt va chạm
- Các mảnh rơi ra có thể đập vào khoang dù
- NASA không thu hồi được dù và nắp che nên không rõ liệu va chạm thực tế có xảy ra hay không
-
3. Xói mòn bu lông
-
3 trong số 4 bu lông tách rời cỡ lớn đã bị nóng chảy
- Nếu khí nóng lọt vào phía sau tấm chắn nhiệt, có thể dẫn tới vỡ tàu và phi hành đoàn tử vong
Phản ứng của NASA và áp lực mang tính tổ chức
- Khoang Orion hiện đã được ghép với mô-đun dịch vụ, nên việc thay tấm chắn nhiệt trên thực tế gần như là không thể
- Cũng không có ngân sách hay thời gian cho phần cứng mới hoặc một chuyến bay thử nghiệm
- Dưới ràng buộc ngân sách và áp lực tiến độ, NASA đang tìm cách tự biện minh cho kết luận rằng “không có vấn đề gì”
- Đô đốc Harold Gehman, chủ tịch ủy ban điều tra tai nạn Columbia, cảnh báo rằng NASA lặp đi lặp lại việc “đưa ra các lựa chọn cắt bớt biên an toàn trong bối cảnh lịch trình và ngân sách đã bị đóng đinh”
- Một hội đồng rà soát độc lập đã được thành lập trong năm 2024 nhưng kết quả không được công khai
- NASA công bố nguyên nhân là “vụ nổ do khí bị giữ lại” và cho rằng có thể giải quyết bằng cách thay đổi quỹ đạo tái nhập
- Tuy nhiên, tấm chắn nhiệt dành cho Artemis II lại được chế tạo với thiết kế có độ thấm khí còn thấp hơn
Chỉ trích nội bộ và sự hoài nghi về mặt kỹ thuật
- NASA dự kiến áp dụng thiết kế tấm chắn nhiệt mới từ Artemis III, nhưng lần thử đầu tiên của nó cũng sẽ được tiến hành ngay trong một chuyến bay có người lái
- Các quan sát viên bên ngoài như Eager Space chỉ ra rằng nếu một tàu vũ trụ thương mại (Dragon hay Starliner) gặp kiểu hư hại như vậy, NASA hẳn sẽ lập tức yêu cầu thiết kế lại và thử nghiệm lại bằng chuyến bay không người lái
- Các mô hình và công cụ mô phỏng mà NASA sử dụng chính là những hệ thống đã không dự đoán được vấn đề này từ trước, nên không thể bảo đảm độ tin cậy trong điều kiện mới
- Cựu kỹ sư NASA và phi hành gia Charles Camarda đã công khai cảnh báo cả trong nội bộ lẫn bên ngoài
- Ông chỉ trích NASA đang dùng các mô hình đơn giản thiếu cơ sở vật lý để hợp thức hóa kết luận rằng “an toàn”
- Ông cho rằng điều này giống hệt cấu trúc ra quyết định tự đánh lừa mình từng xuất hiện trong các thảm họa Columbia và Challenger
Tính không cần thiết của chuyến bay có người lái và sự mù quáng của tổ chức
- Artemis II ban đầu được lên kế hoạch là chuyến bay thử có người lái duy nhất trước khi đổ bộ Mặt Trăng, nhưng
- vào năm 2026, NASA đã bổ sung một sứ mệnh Artemis III mới (thử nghiệm ở quỹ đạo gần Trái Đất) và lùi việc đổ bộ Mặt Trăng sang Artemis IV
- Thay đổi này tạo ra đầy đủ lý do để thực hiện Artemis II dưới dạng không người lái
- Kiểm tra vấn đề ở quỹ đạo Trái Đất sẽ an toàn hơn nhiều và cũng cho phép xác minh tấm chắn nhiệt
- Tuy nhiên, NASA đang cố tiếp tục chuyến bay có người lái vì thể diện và chi phí chìm
Cấu trúc rủi ro lặp lại và kết luận
- Nhân sự bên trong NASA là những người có năng lực và thận trọng, nhưng bối cảnh chính trị và tổ chức làm méo mó các phán đoán về an toàn
- chương trình Mặt Trăng tiêu tốn khoảng 100 tỷ USD trong 25 năm nhưng thành quả hạn chế,
- cắt giảm ngân sách và nhân sự,
- cùng áp lực chính trị phải đổ bộ Mặt Trăng trước năm 2029
- Kết quả là hình thành một bầu không khí không thể chính thức thừa nhận sự thật hiển nhiên rằng “tấm chắn nhiệt cần được thử nghiệm thành công ở tốc độ quay về từ Mặt Trăng”
- Nếu Artemis II gặp tai nạn trong lúc tái nhập khí quyển thì mọi nguyên nhân có thể dự đoán đều đã lộ rõ từ trước
- Khi đó, nhiều năm điều tra, chỉ trích từ Quốc hội và trì hoãn chương trình sẽ là điều không thể tránh khỏi
- Bài viết kết lại bằng lời cảnh báo: “Hy vọng Artemis II sẽ trở về an toàn, nhưng không thể để đến khi các phi hành gia phải chết thì bài học ấy mới lại được học lại”
1 bình luận
Ý kiến Hacker News
Ngày mai tôi sẽ giảng ở Harvard về các nguyên nhân mang tính hệ thống dẫn đến thất bại trong ra quyết định
Tôi dùng các tai nạn Columbia và Challenger làm nghiên cứu điển hình, và hôm qua đã sửa slide để thêm Artemis II vào
Văn hóa an toàn đổ vỡ này đã tồn tại từ những ngày đầu của chương trình tàu con thoi
Năm 1980, Gregg Easterbrook đã cảnh báo trong “Goodbye, Columbia” rằng “kế hoạch dựa trên thành công” của NASA sẽ dẫn tới thảm họa, và thực tế ông đã dự báo trước vấn đề lớp chắn nhiệt của Columbia
Sau Challenger (1986), Ủy ban Rogers chỉ ra hệ thống cấp bậc, thất bại trong giao tiếp, và việc ban lãnh đạo phớt lờ đánh giá kỹ thuật, nhưng đến Columbia (2003) những vấn đề đó vẫn lặp lại
Báo cáo CAIB cũng nêu rõ rằng các khuyến nghị từ năm 1986 đã không được thực thi
Giờ đây Charles Camarda đang đưa ra cùng một lời cảnh báo
Tàu con thoi vốn đã là một hệ thống có khuyết tật nội tại ngay từ giai đoạn thiết kế, và thật đau lòng khi thấy sau hàng chục năm, tổ hợp giữa áp lực về an toàn, ngân sách và tiến độ vẫn lặp lại y nguyên
Ở những tổ chức tôi từng làm việc, các quản lý tự cho mình là trung tâm cũng ám ảnh với thể diện và phần thưởng hơn là an toàn
Có người không bao giờ thừa nhận sai lầm, có người thì che đậy vấn đề để né xung đột
Chính văn hóa sĩ diện nam tính này đang phá hỏng an toàn
Nhân loại đã tiến bộ đến mức này mà tại sao vẫn phải hy sinh an toàn thì tôi không hiểu nổi
Tôi đã đọc rất kỹ về Challenger và Columbia, và trong bài này có hai điểm đặc biệt nổi bật
Một là việc vật liệu Avcoat “rơi bong thành từng mảng lớn là điều không thể xảy ra theo thiết kế”
Thời Challenger, việc khí rò qua O-ring cũng bị bỏ qua vì bị coi là “mức chấp nhận được”, và đến Columbia thì điều tương tự lại diễn ra
Cuối cùng, vấn đề là họ đã dùng mô hình hóa để hợp thức hóa rủi ro
Trong tình huống này, tôi nghĩ Artemis II nên thử tấm chắn nhiệt ở chế độ không người lái thay vì có người lái
Điều này làm tôi ngạc nhiên vì khác với cách Feynman giải thích
Tức là họ đã tính an toàn bằng những con số trên giấy mà không có kiểm chứng thực tế
Khối lượng Orion ở mức hơn 20 tấn nên hoàn toàn khả thi
Tôi nghĩ bài viết của Ars Technica có góc nhìn cân bằng hơn
Camarda là ý kiến thiểu số, còn đa số kỹ sư NASA và phi hành gia đánh giá là an toàn
Khác với thời Challenger và Columbia, lần này họ đang nhận diện và phân tích vấn đề
Tôi lo rằng tư duy bầy đàn (groupthink) trong nội bộ NASA đang xuất hiện trở lại
Trong ghi chép trực tiếp của Camarda, ông nói rằng sau cuộc họp ông còn lo ngại hơn trước
Nếu xác suất thất bại khi tái nhập là 10% thì cả hai câu đó đều đúng
Với Challenger thì họ ép ký “no-go”, còn với Columbia là “unsafe”
Mong rằng lần này sẽ khác
Đây chỉ là một trong hàng nghìn rủi ro; nếu thất bại thì người cảnh báo trông như nhà tiên tri, còn nếu thành công thì sẽ bị lãng quên
Tôi từng thắc mắc tại sao lại dùng lại Avcoat từ thời Apollo mà vẫn cần một thiết kế mới
Cách tổ ong quá tốn công lao động
Việc cải thiện công nghệ chắn nhiệt cũng là một phần trong đó
Tôi rất ngạc nhiên khi đọc câu nói rằng chương trình Artemis đã tiêu tốn 100 tỷ USD trong 25 năm
Tôi hiểu vì sao NASA sốt ruột, nhưng xét ở quy mô nước Mỹ thì đó không hẳn là ngân sách quá lớn cho một dự án dài hạn
Phát biểu của NASA về giới hạn thử nghiệm lớp chắn nhiệt nghe có vẻ lạ
Trước đây Johnson và Ames từng có cơ sở có thể tái hiện điều kiện tái nhập thực tế
Arc Jet Complex vẫn đang hoạt động
Tôi là người nhát gan, nhưng nếu có cơ hội lên Artemis II thì tôi vẫn muốn tình nguyện
Dù thất bại thì chắc cũng chỉ đau vài giây thôi
Tôi từng làm trong dự án EFT-1
Tấm chắn nhiệt khi đó là Avcoat không có cấu trúc tổ ong, và rủi ro thì rất rõ ràng
Chuyến bay thử năm 2014 rất ấn tượng, nhưng vì rủi ro về cấu trúc nên tôi đã chuyển sang dự án khác
Nếu thật sự muốn thám hiểm Mặt Trăng, trước tiên cần xây nền tảng bằng hàng chục tàu đổ bộ không người lái
Đi có người lái ngay từ nhiệm vụ thứ hai là một thiết kế sai lầm
Cũng có người cho rằng đó là hệ quả từ lời hứa đưa người lên Mặt Trăng mang tính hoài niệm của Trump
NASA cứ khoảng 20 năm lại gặp một tai nạn lớn
Năm 1967 là Apollo 1, năm 1986 là Challenger, năm 2003 là Columbia
Giờ đã 23 năm trôi qua, và tôi lo rằng chu kỳ khiến tổ chức lơi lỏng cảnh giác đang lặp lại