Tàu ngầm tự hành Vityaz lặn xuống đáy Rãnh Mariana

Tàu ngầm Vityaz lập kỷ lục ấn tượng

Vùng phía tây Thái Bình Dương. Rãnh Mariana và nơi sâu nhất của nó được gọi là “vực thẳm Challenger” – những chuyến lặn biển ở nơi này có rủi ro lớn nhất. Bóng tối bao phủ suốt ngày đêm. Nồng độ lớn của hydro, metan, hydro sunfua, carbon dioxide (lỏng!) và thậm chí ... núi lửa đang hoạt động với hồ lưu huỳnh lỏng. Một lớp bùn nhớt bao phủ khắp nơi. Chuyến thám hiểm đến đây kéo dài lâu hơn chuyến bay lên vũ trụ. Và chuyến đi trở về mặt nước cũng rất dài và phức tạp.

Các nhà nghiên cứu đã nhiều lần đến khu vực này của Thái Bình Dương. Tàu HMS Challenger của Hải quân Hoàng gia Anh đã phát hiện rãnh Mariana vào năm 1875. Năm 1951, tàu Challenger của Anh đã xuống độ sâu 10.899 mét. Năm 1957, chiếc tàu khảo sát thủy văn Vityaz của Liên Xô đã đo được độ sâu chính xác hơn - 11.022 mét. 

Trong những năm qua đã có nhiều cuộc thám hiểm, nhưng chúng được thực hiện ở chế độ "lặn xuống và lên mặt nước". Trước đây chưa có chuyến đi nào kéo dài lâu ở độ sâu lớn như vậy được thực hiện bởi robot tự hành.

Vào ngày 8 tháng 5 năm 2020, một “người khách” mới đã đến đây - cá “tàu ngầm” cỡ lớn màu đỏ tươi được tạo ra bởi các kỹ sư đóng tàu Nga. Cỗ máy đã được phát triển vì mục đích hòa bình, nó chỉ được trang bị động cơ điện, bể dằn 300kg, đèn rọi, thiết bị video độ phân giải cao, các công cụ để lấy mẫu và thiết bị điều hướng trên cơ sở trí tuệ nhân tạo. Không có thủy thủ đoàn trên đó. Đây là tàu robot tự hành Vityaz để nghiên cứu biển sâu (được đặt theo tên chiếc tàu nghiên cứu khoa học của Liên Xô giữa thế kỷ 20). 

Thiết bị tự hành đã xuống độ sâu 10.028 mét mà không có bảo hộ, đã vượt qua chặng đường dài 3 km ở độ sâu cực lớn, lấy mẫu nước và đất dưới đáy biển, chụp bề mặt đáy  - đây là một thành tựu to lớn không chỉ của Nga mà của toàn bộ nền khoa học thế giới. Tàu Vityaz đã được vận chuyển đến nơi thực hiện chuyến thám hiểm đến đáy biển trên chiếc tàu chiến của Nga. Điều đó cho thấy rằng, Hải quân Nga kế thừa và phát triển các truyền thống của các thủy thủ Nga đã từng có đóng góp đáng kể trong việc thám hiểm Đại dương Thế giới. 

Tàu ngầm độc ​​đáo với thiết kế bố cục 3D dựa trên công nghệ cao

Tàu ngầm tự hành không người lái để nghiên cứu vùng biển sâu đã được tạo ra theo đơn đặt hàng của Quỹ nghiên cứu triển vọng Nga tại Cục thiết kế trung tâm Rubin (thành phố St Petersburg) có tuổi đời tới 120 tuổi - một trong những doanh nghiệp hàng đầu của ngành đóng tàu ngầm không chỉ ở Nga và cả nước ngoài. Vityaz được tạo ra theo nguyên tắc thiết kế 3D, tất cả các bộ phận và cụm thiết bị của nó đều là của Nga (nhân tiện, được sản xuất trên các máy móc chính xác từ thời Liên Xô cũng như trên các trung tâm xử lý kỹ thuật số hiện đại của Nga). Khoảng 3,5 năm đã trôi qua kể từ khi bắt đầu phát triển bộ máy cho đến khi sử dụng lần đầu tiên.

Thậm chí đối với các nhà thiết kế tàu ngầm mang tên lửa, nhiệm vụ kỹ thuật này là khá phức tạp: ngay cả tàu ngầm hiện đại nhất cũng không thể chịu đựng được áp lực khổng lồ của nước ở độ sâu lớn như vậy. Vì thế các chuyên gia đã phải làm lại rất nhiều bộ phận, bao gồm vật liệu vỏ tàu. Trên thực tế, vật liệu được tạo ra trên cơ sở công nghệ nano đang được sử dụng rộng rãi trong các công nghệ hàng không vũ trụ, thậm chí còn có tên riêng - Spheroplast. Nhưng, trong trường hợp này, Spheroplast phải phục vụ các mục đích đặc biệt. Trong cuộc phỏng vấn của các nhà báo, người thiết kế chính của dự án cho biết: 

"Loại vật liệu đặc biệt được tạo ra cho tàu ngầm Vityaz có một không hai trên thế giới. Vật liệu này không chỉ bảo đảm độ bền cao ở độ sâu khoảng 11 km, mà còn chịu đựng được áp suất thủy tĩnh khổng lồ: 1.100 kg /cm2. Hãy tưởng tượng: bạn giữ ... một chiếc ô tô nhỏ trên đầu ngón tay. Áp suất là lớn như vậy".

Khi thiết kế của tàu Vityaz, ngoài vật liệu Spheroplast ra, các nhà thiết kế cũng đã sử dụng các loại titan bền, nhẹ và không bị ăn mòn. Độ chính xác của gia công kim loại là cao nhất. Ngay cả việc cắt các tấm kim loại đã được thực hiện không phải bằng máy cắt khí hoặc plasma, mà bằng cách sử dụng một tia nước có áp suất rất cao - 5.000 atm. Các lớp bảo vệ ống kính của máy quay video và đèn rọi trên tàu Vityaz được làm bằng kính quang học chống đạn đặc biệt có độ dày 200 mm. 

Từng bước chinh phục vùng đáy biển sâu

Vào mùa hè năm 2019, thiết bị này đã được thử nghiệm ở Vịnh Phần Lan của biển Baltic để kiểm tra hoạt động của động cơ điện trên mặt nước. Các chuyên gia của Trung tâm Nghiên cứu Nhà nước Krylov nổi tiếng đã theo dõi hoạt động của tàu ngầm Vityaz trong các điều kiện gần với thực tế, tạo ra áp lực tương đương với độ sâu 13.000 mét. Tất cả các thiết bị đều làm việc tốt. Sau đó, ở vùng Thái Bình Dương, Vityaz đã trải qua cuộc thử nghiệm cuối cùng, xuống độ sâu 5.200 mét. Và chỉ sau đó, chiếc tàu mang theo Vityaz lên đường đến nơi sâu nhất của đại dương.

Trong một cuộc phỏng vấn, Phó Tổng giám đốc Quỹ nghiên cứu triển vọng Igor Denisov cho biết: 

"Vityaz là thiết bị đầu tiên không chỉ ở Nga mà còn trên toàn thế giới đã thực hiện một cách tự động chuyến thám hiểm xuống nơi sâu nhất của Đại dương Thế giới, hoàn thành nhiệm vụ và cũng tự động lên mặt nước. Các hệ thống của Vityaz cho phép nó tự vượt qua các loại chướng ngại vật khác nhau để tìm ra con đường tối ưu. Đây là lần đầu tiên Nga thực hiện các công việc tạo ra một cỗ máy như vậy".

Trong chuyến thám hiểm tới “vực thẳm Challenger” tàu robot tự hành của Nga đã thu thập một lượng dữ liệu khổng lồ mà các nhà khoa học sẽ phân tích trong vài tháng. Tại sao điều đó là cần thiết?

Vùng nước nông ven bờ và những lớp nước gần bề mặt đã được nghiên cứu kỹ lưỡng, nhưng, vùng nước ở độ sâu cực lớn  - hơn 6.000 mét – con người vẫn chưa thể tiếp cận. Con người không thể xuống độ sâu lớn như vậy vì chuyến thám hiểm là rất nguy hiểm. Nhưng, sau khi xuất hiện những thiết bị nghiên cứu đáng tin cậy như Vityaz, các nhà khoa học sẽ mở rộng đáng kể khả năng thực hiện các cuộc nghiên cứu cơ bản và ứng dụng ở vùng sâu nhất của đại dương. Chính bởi vậy Nga có kế hoạch sản xuất hàng loạt các phương tiện tự hành phi quân sự hoạt động dưới biển sâu do Cục thiết kế Rubin phát triển.