Miscellanous

Vì sao không có giải Nobel Toán học ?

sirius

Từ 1901 đến nay, cứ đến mùa thu là các giải thưởng Nobel được công bố. Đúng theo chúc thư của nhà phát minh Thụy Điển Alfred Nobel (1833-1896) thì có tất cả 5 giải thưởng cho các thành tựu trong vật lý, hóa học, y khoa hay sinh lý học, văn chương và hòa bình thế giới. Từ 1969 trở đi, Sveriges Riksban (Ngân hàng Đế chế Thụy Điển) còn góp quỹ thêm cho một giải thưởng Nobel về kinh tế học nữa. Nhưng từ trước đến nay không hề có một giải thưởng Nobel cho toán học!

Tại sao không có giải Nobel toán học?

Carl Friedrich Gauß
Carl Friedrich Gauß (1777-1855)

Nikolai Nicolaievich Zinin (1812-1880).

Chuyện này đúng là không ít người đã thắc mắc. Mà cũng phải, chẳng phải danh ngôn Hy Lạp cổ đại đã bảo “Thượng đế làm toán” sao? Carl Friedrich Gauß cũng nói “Toán học là nữ hoàng của các môn khoa học”. Thôi thì cứ cho là Gauß có hơi …thiên vị đi, nhưng chắc chắn không ai thực sự quan niệm là toán học không phải là một ngành khoa học quan trọng đâu. Có thể là không ai hết …ngoài Alfred Nobel ra! Ngày nay nhiều người nghiên cứu tiểu sử Nobel cho đây chính là nguyên nhân tại sao ông ta không đoái hoài tới toán học trong chúc thư của mình. Ngay cả hội đồng giải thưởng Nobel từ lâu cũng coi đó là lý do chính thức giải thích chuyện này. Xét về thân thế Alfred Nobel thì cũng có thể dễ dàng chấp nhận chuyện này: Nobel tuy là một nhà sáng chế tài ba, nhất là về hóa học (ông có hơn 350 bằng sáng chế) nhưng chỉ đi học đến năm 16 tuổi và những năm cuối chỉ học tư ở nhà, chủ yếu là với nhà hóa học Nga Nikolai Zinin, người mà chắc đã dẫn ông vào ngành này. Nobel không theo học đại học ở đâu cả mà chỉ làm việc và nghiên cứu trong cơ xưởng và phòng thí nghiệm. Thời đó (nửa sau thế kỷ 19) người ta khám phá về hóa học rất nhiều, nhưng phần lớn đều dựa vào thực nghiệm mà chưa cần gì đến cơ sở khoa học. Xem lại các sáng chế của Nobel, người ta thấy ông rất am tường các loại nguyên liệu, hóa chất và nhất là có trực giác nhạy bén trong lúc nghiên cứu, nhưng về toán học thì chỉ áp dụng nhiều lắm là phép tam suất thôi. Có thể mà vì vậy ông đã không cảm thấy cần thiết có một giải thưởng cho toán học chăng?
 

Các giai thoại ly kỳ


Dĩ nhiên bây giờ khó ai có thể nói chắc được. Cho nên song song vẫn còn lưu truyền nhiều giai thoại ly kỳ giải thích chuyện này. Và các giai thoại này đều liên quan đến Gösta Mittag-Leffler (1846-1927), nhà toán học Thụy Điển nổi tiếng đồng thời với Nobel. Đầu tiên phải kể giai thoại mà nhà toán học Thụy Điển Torsten Carleman (1892-1949) đã nhắc đến khi phát biểu tưởng niệm Mittag-Leffler trong đám tang ông này: lúc sinh thời Alfred Nobel có bàn chuyện các giải thưởng với một nhà toán học quen biết đại khái như sau:
– “Nếu tôi lập một giải thưởng cho toán học thì liệu Mittag-Leffler có được chọn lãnh giải không?”
– “Tôi nghĩ rằng có thể lắm.”
– “Vậy thì thôi, tôi sẽ không lập giải này đâu!”

Chuyện này tuy có ghi lại trong tiểu sử Carleman nhưng chắc chỉ do Carleman đặt ra để tôn vinh đồng nghiệp mình thôi. Vì tuy Mittag-Leffler có là một trong những nhà toán học lớn của Thụy Điển nhưng đương thời không sao sánh được Henri Poincaré (1854-1912) hay David Hilbert chẳng hạn. Mà chính Mittag-Leffler lúc còn sống cũng đã vận động tích cực cho Poincaré được Nobel vật lý (nhưng không thành công, ông ta còn vận động cho Marie Curie và Albert Einstein nữa, kết quả ra sao chúng ta đã biết). Và trong một giai thoại khác Mittag-Leffler cũng được nhắc đến là người đã quyến rũ người vợ trẻ của Alfred Nobel cho nên ông này vì hận mà cố tình loại bỏ toán học trong các giải thưởng của mình lập ra. Thật ra thì Alfred Nobel suốt đời sống độc thân. Theo tiểu sử của Nobel (Ragnar Sohlman, The Legacy of Alfred Nobel, London, 1983 chẳng hạn) thì quả là ông có một người bạn gái người Áo trẻ (nhỏ hơn ông đến 30 tuổi!) là Sophie Hess ở Wien. Cô này tuy được Nobel chu cấp (và sau này được để lại một phần gia tài) nhưng người ta không nghĩ cô là người yêu của Nobel, và lại càng không có gì chứng minh là Mittag-Leffler (hay một nhà toán học nào cùng thời) là tình địch cả.

 

Giai thoại được biết đến nhiều nhất thì có liên quan đến thêm một nhà toán học khác nữa. Đó là cô Sofja Kowalewska, nữ toán gia người Nga mà sau này nhờ Mittag-Leffler vận động đã trở thành nữ giáo sư toán đầu tiên ở Trung và Bắc Âu. Theo đó thì Nobel rất ái mộ Kowalewska nhưng – cũng vì Mittag-Leffler! – mà không lọt vào mắt xanh của cô. Từ đó mà ông đâm hận tất cả các nhà toán học và dĩ nhiên không khi nào chịu lập một giải thưởng cho khoa này. Theo nghiên cứu mới nhất về Mittag-Leffler (của Arild Stubhaug, Springer sắp xuất bản) thì quả thật cả ba có quen biết nhau, nhưng dựa theo thư từ giữa Mittag-Leffler và Nobel thì Nobel đã không sốt sắng gì mấy trong việc giúp đỡ tài chính cho Kowalewskaja, sau này còn từ chối hẳn nữa. Và cũng không có chứng cớ gì để nói rằng Mittag-Leffler có liên hệ gì khác với Kowalewskaja ngoài sự ngưỡng mộ tài năng của cô. Và Kowalewskaja cũng không phải nữ khoa học gia duy nhất được Mittag-Leffler ủng hộ: khi hội đồng Nobel định trao giải vật lý cho Pierre Curie (và Becquerel) năm 1903 thì chính Mittag-Leffler đã viết thư cho ông này, bảo phải ghi lại công lao của bà Marie Curie để ông cùng nộp lên. Trong khi đó Lars H. Hormander (một nhà toán học lớn của Thụy Điển, được huy chương Fields năm 1962 cùng John Milnor) thì cho rằng Mittag-Leffler và Nobel không thật sự quen biết nhau gì hết (Mathematical Intelligercer 7(3) 1985).

Giải thưởng Nobel và toán học

Cho dù vì sao đi nữa thì không có giải Nobel toán học vẫn là một thiệt thòi lớn cho toán học. Một giải thưởng như vậy không chỉ đem lại số tiền thưởng to tát có thể giúp đỡ nhiều cho các nhà toán học tài năng rảnh rang nghiên cứu mà còn đem lại cơ hội phổ biến toán học trong quần chúng nữa. Thực vậy, nhờ giải thưởng này mà báo chí, truyền thanh, truyền hình ít nhất cũng gây cho mọi người có dịp ít nhiều quan tâm đến khoa học, và nhất là toán học xưa nay vẫn không được ưa chuộng cho lắm nữa. Bạn nào có đọc qua quyển sách nhỏ của G.H. Hardy (A Mathematician’s Apology – Lời xin lỗi của một nhà toán học, 1940) thì sẽ cảm thấy sự cay đắng của những người sống và làm việc với toán học. Những cái đẹp, những cái hay – đó là chưa nói đến những đóng góp cho các ngành khoa học hay kỹ thuật khác – người ngoài ít ai biết đến hay hiểu được, cho nên hầu như chẳng ai màng tới. Ngược lại, tự bảo mình là dốt toán lại có thể gây thiện cảm với người khác nữa!
 

John Pople Walter Kohn John Nash Robert J. Aumann và Thomas C. Schelling

Nhưng không có giải Nobel cho toán học hoàn toàn không có nghĩa là các nhà toán học không được giải Nobel! Năm 1998 giải Nobel hóa học trao cho John Pople (cùng với Walter Kohn) vốn là một nhà toán học nhưng nghiên cứu về hóa học lượng tử (bằng phương pháp toán học). Trước đó 1994 John Nash (mấy năm trước được Hollywood quay phim “A beautiful mind” với Russel Crowe đóng vai ông) cũng nhận giải Nobel kinh tế học do những thành tựu về lý thuyết trò chơi. Và mới tháng trước đây Robert J. Aumann, một nhà toán học gốc Do thái cũng nhận giải Nobel kinh tế học (cùng Thomas C. Schelling) về công trình nghiên cứu về sự xung đột và hợp tác (cũng nằm trong lý thuyết toán học về trò chơi). Đây là chỉ vài thí dụ minh họa thôi, chắc chưa đầy đủ lắm đâu.

Các giải thưởng khác về toán học

Còn trong toán học thì chắc các bạn đã nghe qua huy chương Fields mà người ta thường coi như giải Nobel cho toán học, đề xướng bởi nhà toán học Canada John C. Fields, tiếc rằng ông mất trước khi hai huy chương Fields đầu tiên được trao. Sinh thời là bạn thân của Mittag-Leffler, ông cũng vận động và gây quỹ rất nhiều cho toán học, noi theo gương Mittag-Leffler (năm 1895 đã trao hết gia sản cho một hiệp hội thành lập viện toán Mittag-Leffler) ông cũng cố công xây dựng Royal Canadian Institute thành một trung tâm nghiên cứu khoa học. Quỹ Fields không nhiều (khi mất Fields chỉ để lại 47 ngàn đô la Canada để góp vô) nên ban đầu chỉ có 2 huy chương, trao 4 năm một lần vào dịp Đại hội toán học quốc tế cho các nhà toán học dưới 40 tuổi. Từ 1969 người ta thêm vào hai huy chương nữa, cho nên từ đó có thể có đến 4 người được trao huy chương này. Và cũng như có khi giải Nobel vẫn trao cho một nhà toán học, năm 1990 huy chương Fields đã được trao cho , một nhà vật lý mà công trình nghiên cứu về thuyết siêu sợi (superstring theory) đã có nhiều đóng góp lớn cho toán học.

Huy chương Fields khác với giải Nobel ở chỗ hạn chế tuổi, phần lớn do muốn khuyến khích các luồng nghiên cứu mới và các nhà toán học trẻ.

Edward Witten (sinh năm 1951) Ricardo Wolf (1887-1981) Niels Henrik Abel (1802-1829)

Huy chương Fields khác với giải Nobel ở chỗ hạn chế tuổi, phần lớn do muốn khuyến khích các luồng nghiên cứu mới và các nhà toán học trẻ. Từ năm 1978, Wolf Foundation (khởi xướng bởi Ricardo Wolf (1887-1981), một người Đức gốc Do thái đã tặng góp 10 triệu đô la Mỹ) lập ra giải thưởng Wolf về toán học (Wolf Foundation Prize in Mathematics) để tuyên dương thành quả cả cuộc đời nghiên cứu của các nhà toán học tên tuổi. Mới đây nhất còn có giải thưởng Abel, một giải thưởng lớn đặc biệt dành cho toán học mà chính phủ Na Uy lập ra để bù đắp sự thiếu sót của giải Nobel. Niels Henrik Abel (1802-1829) là một thiên tài toán học người Na Uy, không may mất rất sớm. Thật ra là từ 1902, để kỷ niệm 100 năm ngày sinh của Abel, một nhà toán học lớn khác của Na Uy là Sophus Lie đã đề nghị lập ra giải thưởng này. Nhưng vì tình hình chính trị (thời đó Na Uy vẫn thuộc Thụy Điển) và tài chính, phải 100 năm sau nữa chuyện này mới thành hiện thực. Giải này với số tiền thưởng gần 1 triệu Mỹ kim, đến nay đã trao cho Jean-Pierre Serre năm 2003 (về các công trình nghiên cứu có tính cách định hướng cho hình học đại số, hình học topo và lý thuyết số), Sir Michael Atiyah và Isadore M. Singer năm 2004 (công trình tiêu biểu là định lý về chỉ số Atiyah-Singer, kết hợp hình học topo đại số, hình học vi phân và giải tích học, và dựng cơ sở cho nhiều lý thuyết vật lý hiện đại), và Peter D. Lax năm 2005 (lý thuyết và ứng dụng phương trình vi phân).
 

Sophus Lie Jean-Pierre Serre  Michael Atiyah Peter D. Lax

Ngoài ra còn các giải thưởng toán học quan trọng nữa là giải Rolf Nevanlinna dành cho toán học ứng dụng (lập ra từ 1982, cũng như huy chương Fields, được trao 4 năm một lần vào dịp Hội nghị toán học quốc tế)

Giải thưởng của học viện Clay (Clay Research Award, trao hàng năm cho các khám phá toán học có tính cách đột phá, năm 2004 về tay nhà toán học trẻ tuổi Việt Nam là Ngô Bảo Châu và thày của anh là Gérard Laumon) và giải Carl Friedrich Gauß dành cho các ứng dụng của toán học trong những khoa học khác (sẽ trao lần đầu tiên trong năm mới này).
Đó là những giải thưởng định kỳ, ngoài ra còn phải kể đến các giải thưởng cho các bài toán thiên niên kỷ (Millennium Prize Problems cũng do học viện Clay đề xướng) như giả thuyết Riemann về các nghiệm của hàm số zeta, phỏng định Hodge,… (tất cả 7 bài toán, lời giải cho mỗi bài được treo giá khá tương xứng là 1 triệu Mỹ kim). Cạnh đó còn phải kể bài toán về phỏng định Goldbach (mọi số tự nhiên chẵn lớn hơn 2 đều là tổng của 2 số nguyên tố, đưa ra từ 1742) cũng được treo giải thưởng là 1 triệu Mỹ kim (do nhà xuất bản Faber&Faber bên Anh đề xuất, tiếc rằng thời hạn tháng 4 năm 2002 đã qua mất mà vẫn chưa ai giải được! Không chừng lại có người sắp treo giải mới).

 Vietsciences – Tú Ân

Phòng ngừa bị cuốn ra xa bờ khi tắm biển

sirius
Phòng ngừa bị cuốn ra xa bờ khi tắm biển

Khi đi biển có những mối hiểm họa gây chết người. Điều quan trọng đầu tiên là chúng ta nên tắm biền ở những bãi tắm có lực lượng cứu hộ chuyên nghiệp và tắm trong những khu vực được báo hiệu an toàn. Ngoài ra, trước khi cho con mình xuống biển, chúng ta cẩn quan sát bãi biển để tìm dòng chảy xa bờ
(rip current) cũng như ước lượng độ dốc và độ sâu của bãi biển.
Dòng chảy xa bờ
Dòng chảy xa bờ –  “rip current”. Đây là một dòng nước mạnh chảy từ bờ hướng ra biển. Sóng biển luôn đánh và đưa nước vào bờ, nhưng khi nước biển được đưa vào bờ thì chúng tập hợp lại thành một dòng đi ngược ra biển. Dòng nước biển đi từ bờ ra biển này được gọi là rip (hay rip current).

Hình ảnh trên cho thấy một dòng chảy xa bờ. Trong thí nghiệm này, người ta rắc chất màu sát bờ biển và thấy chất màu bị kéo ra xa bờ, chứng tỏ nơi đó dòng nước đi ngược từ bờ ra biển. Chúng ta cũng thấy nơi dòng nước đi từ bờ ra biển là vùng nước lặng, hầu như không có sóng. Dòng nước ngược này có thể ổn định không thay đổi trong suốt cả tháng hoặc cả năm, tuy nhiên chúng cũng có thể liên tục thay đổi mỗi vài giờ. Ở một số bãi biển, dòng nước ngược này không đi hướng ta biển mà chạy dọc theo bờ biển.

Vì sao cần phải nhận biết dòng chảy xa bờ trước khi xuống biển?

Dòng chảy xa bờ là được xem là một trong những nguy hiểm hàng đầu trên bờ biển. Nó cũng là nguyên nhân của hầu hết các trường hợp cứu nạn và chết đuối khi tắm biển. Dòng chảy xa bờ được ví như một dòng sông nhỏ sẽ cuốn tất cả những gì rơi vào nó xa khỏi bờ và đưa thẳng ra biển.

Vận tốc trung bình dòng chảy có thể thay đổi từ 0,5 m/giây đến 1m/giây, khi đó không ai có khả năng bơi ngược nó để vào bờ. Có khi do những thay đổi đột ngột của sóng biển, vận tốc dòng chảy xa bờ có thể lên đến 2,5 m/giây, nhanh hơn cả vận tốc bơi của một vận động viên bơi lội Olympic! Dòng chảy xa bờ thường hẹp, có chiều ngang khoảng từ 1-3 mét. Tuy nhiên, có khi dòng chảy xa bờ rộng đến cả chục mét.

Dòng chảy xa bờ có thể cực kỳ nguy hiểm vì nó kéo người biết bơi ra xa bờ làm cho người biết bơi kiệt sức hoảng loạn rồi chết đuối do kiệt sức khi cố bơi ngược dòng chảy xa bờ. Đối với người không biết bơi, dòng chảy xa bờ có thể kéo người đó ra chỗ sâu hơn dù người đó đang đứng ở mực nước ngang hông. Khi đó người không biết bơi sẽ hoảng loạn và có thể chết đuối.

Mặt nước nơi có dòng chảy xa bờ thường lặng, ít sóng nên thường làm cho người ta hiểu lầm đó là nơi an toàn. Người ta sẽ di chuyển sang tắm nơi đó thay vì tắm nơi có biển báo an toàn. Khi người tắm biển bơi vào dòng chảy xa bờ đó, ngay lập tức họ sẽ có thể bị cuốn trôi ra biển. Do đó, khi tắm biển, chúng ta cần nhớ rằng vùng nước lặng không có nghĩa là vùng nước an toàn.

Trong hình trên đây, nơi có sóng bạc đầu là nơi dòng nước đi từ biển vào gần bờ. Nếu chúng ta tắm biển nơi có sóng bạc đầu (breaking waves) thì sẽ được sóng đánh đưa vào bờ. Tuy nhiên nếu chúng ta di chuyển vào tắm chỗ lặng sóng (giữa hai mũi tên) là rơi vào dòng chảy xa bờ. Dòng sông nhỏ này sẽ lập tức kéo phăng chúng ta ra xa khỏi bờ và đưa thẳng ra biển. Như vậy, vùng có sóng không phải là vùng nguy hiểm mà vùng lặng sóng mới chính là vùng nguy hiểm.


Một ví dụ khác như hình trên đây. Vùng không có sóng bạc đầu chính là dòng chảy xa bờ. Vùng này rất nguy hiểm dù chúng lặng sóng. Khi chúng ta đi vào vùng này, chúng ta có thể bị bị dòng chảy xa bờ cuốn trôi ra biển.

Làm thế nào để nhận ra dòng chảy xa bờ?

Trước khi xuống biển, bạn nên dành khoảng 5-10 phút để nhận dạng dòng chảy xa bờ trên bờ biển mà bạn sắp xuống tắm.

Bạn có thể nhận ra dòng chảy xa bờ nhờ những đặc điểm sau đây:

  • Dòng chảy xa bờ có màu sậm hơn vì nơi đó nước sâu hơn;
  • Dòng chảy xa bờ có mặt nước lặng hơn, thường có sóng nhỏ hơn;
  • Đôi khi chúng ta có thể thấy các mảnh vỡ hay bọt nước nổi trên mặt dòng chảy xa bờ và trôi ra biển.
Cách thoát ra khỏi dòng chảy xa bờ
Các khảo sát cho thấy dòng chảy xa bờ không kéo người ta xuống nước. Dòng chảy xa bờ chỉ kéo người bơi ra xa bờ và thường sẽ đưa người bơi vào vùng có sóng bạc đầu (breaking waves) và sóng sẽ đưa người đó lại vào bờ. Tuy nhiên người ta thường chết đuối khi rơi vào dòng chảy xa bờ vì bản năng tự nhiên khiến người biết bơi bơi ngược dòng chảy xa bờ để vào bờ khiến người đó mau chóng kiệt sức rồi chết đuối. Bên cạnh đó, sự hoảng loạn khiến người bơi không còn khả năng phán đoán chính xác.

Dòng chảy xa bờ có thể gây nguy hiểm bất cứ lúc nào, không phải chỉ khi có sóng lớn. Khi sóng to thì vận tốc dòng chảy xa bờ cũng nhanh hơn gây nguy hiểm hơn cho người bơi. Tuy nhiên, khi đó thường ít có người xuống biển tắm vì e ngại sóng to. Vào những ngày sóng không lớn, trái lại, người ta thường chết đuối nhiều hơn vì có nhiều người xuống biển tắm. Khi thấy sóng không quá to người ta thường chủ quan và không quan tâm đến dòng chảy xa bờ. Điều quan trọng khi bị rơi vào dòng chảy ra bờ là tuyệt đối không được cố bơi ngược dòng chảy xa bờ để vào bờ.

Lời khuyên của chuyên gia:
khi chúng ta bị rơi vào dòng chảy xa bờ:
  • Bình tĩnh. Không hoảng loạn;
  • Không cố bơi ngược dòng chảy xa bờ;
  • Đối với người bơi giỏi: nếu bạn tự tin, hãy bơi song song với bờ biển, thường sẽ hướng đến chỗ vùng có sóng bạc đầu và nhờ sóng đưa bạn trở lại vào bờ;
  • Đối với người bơi yếu: bất cứ khi nào bạn thấy không thể chạm bờ biển hoặc thấy đuối sức, hãy giơ tay lên ra hiệu, bình tĩnh, thả nổi để giữ sức và gọi trợ giúp;
  • Nếu dòng chảy xa bờ yếu đi, cố gắng bơi song song với bờ biển để đến chỗ có sóng bạc đầu nhờ sóng đưa bạn vào bờ;
  • Một lần nữa, bất cứ khi nào bạn thấy không thể chạm bờ biển hoặc thấy đuối sức, hãy giơ tay lên ra hiệu, bình tĩnh, thả nổi để giữ sức và gọi trợ giúp.
Để giảm nguy cơ rơi vào dòng chảy xa bờ, bạn cần phải có những hiểu biết về chúng, biết cách nhận dạng và không nên bơi trong hoặc gần dòng chảy xa bờ. Bạn nên tắm biển ở những bờ biển có lực lượng cứu hộ chuyên nghiệp và bơi ở  vùng an toàn (ở Úc là vùng giữa cờ đỏ và cờ vàng). Bạn cần quan sát các chỉ báo an toàn và nếu cần thì nên trao đổi với nhân viên cứu hộ để biết đặc điểm bờ biển mà bạn sắp xuống tắm. Ngoài ra bạn cũng cần biết bơi và không nên bơi một mình. Nếu bạn không chắc thì không nên xuống biển tắm.

Lời kết

Trước khi tắm biển, chúng ta cần tìm hiểu đặc điểm và độ an toàn của bãi biển mà chúng ta sắp xuống tắm. Chúng ta cần dành vài phút để nhận dạng dòng chảy xa bờ và không nên bơi gần những vùng đó. Khi chẳng may rơi vào dòng chảy xa bờ, chúng ta cần bình tĩnh tìm cách thoát ra khỏi dòng chảy đó bằng cách bơi song song với bờ biển hoặc bơi vuông góc với dòng chảy xa bờ để vào vùng có sóng bạc đầu để nhờ sóng đưa chúng ta vào bờ. Tuyệt đối không nên bơi ngược dòng chảy xa bờ và luôn nhớ là vùng bờ biển lặng sóng
không có nghĩa là nơi đó an toàn.

Chúng ta hãy cùng nhau phổ biến kiến thức về dòng chảy xa bờ này đến mọi người để cùng nhau tắm biển một cách an toàn.

Trắc nghiệm:

Các bạn hãy chỉ ra dòng chảy xa bờ thấy được trên hình sau đây

Trích từ http://eboi.vn/Default.aspx?Mod=ViewNews&CateID=229&NewsID=1386

Bi hài chuyện “giải quyết nỗi buồn” ngoài không gian

sirius

Ngay từ những chuyến du hành đầu tiên đã có hàng loạt những thiết kế nhà vệ sinh cho các nhà du hành, từ tả giấy dành cho người lớn đến các hệ thống toilet phức tạp có thể chuyển hóa nước tiểu thành nước uống. Trải qua lịch sử du hành không gian, mỗi phi thuyền đều được lắp đặt toilet cho riêng mình, tuy nhiên cũng có không ít trở ngại trong việc “giải quyết nỗi buồn” như toilet bị hỏng, hay việc chia sẻ nhà vệ sinh trong lúc nhiều người cùng “mắc kẹt”…

Ngay cả khi ở ngoài không gian, các phi hành gia vẫn phải ăn, ngủ và vào toilet.
Ngay cả khi ở ngoài không gian, các phi hành gia vẫn phải ăn, ngủ và vào toilet.

1. Sự cố lịch sử của Shepard

Alan B. Shepard.
Alan B. Shepard.

Sau này, khi các chuyến bay kéo dài hơn, các kỹ sư phải thiết kế trang thiết bị nhà vệ sinh để phục vụ các phi hành gia. Để có thể hoạt động ở môi trường không trọng lực, những toilet này được trang bị một đai nịt quanh người, 2 tay cầm và thiết bị giữ bàn chân để các phi hành gia không bị trôi nổi khi đang “giải quyết” nửa chừng. Và vì không có trọng lực nên bên dưới bồn cầu được gắn 1 cái quạt để hút chất chải xuống thùng chứa. Sau đó, một thiết bị lọc sẽ khử mùi trước khi không khí được đưa trở lại cabin.

Alan B. Shepard là người Mỹ đầu tiên bay vào không gian vào ngày 5/5/1961. Chuyến bay dự kiến chỉ kéo dài 15 phút, tuy nhiên do sự cố thời tiết và trục trặc kỹ thuật, Shepard đã phải ở lại ngoài không gian đến 4 tiếng. Trong khoảng thời gian này, Shepard đã cố kìm nén “tiếng gọi của thiên nhiên” nhưng cuối cùng đành đầu hàng, và ông đánh điện về trạm kiểm soát với nội dung: “Tôi phải đi tè”. Điện trả lời từ trung tâm: “Không thể!” Không còn lựa chọn nào khác, cuối cùng Shepard phải “giải quyết nỗi buồn” của mình ngay trong bộ đồ phi hành gia.

2. Nước tiểu đóng băng bên ngoài tàu con thoi Discovery

Tàu Discovery.
Tàu Discovery.

Trong nhiệm vụ không gian của tàu con thoi Discovery, hệ thống thoát nước thải của tàu bị hỏng làm cho nước thải đóng thành một cột băng rất to bên ngoài thân tàu. Phi hành đoàn lo ngại cột băng này có thể gãy ra trên đường trở về, làm hư hại đến lớp vỏ cách nhiệt bảo vệ bên ngoài thân tàu nên họ quyết định dùng cánh tay robot để bẻ nó đi. Cuối cùng thì lớp bảo vệ đã được an toàn, nhưng cả đoàn không còn lựa chọn nào khác đành phải khóa hệ thống thu nước tiểu trên tàu. Kết quả là toàn độ phi hành đoàn phải sinh hoạt trong suốt 6 ngày nữa ngoài không gian mà không có toilet.

3. Mặc toilet vào người

Các kỹ sư Nhật là người mang công nghệ của thế kỷ 21 vào toilet cho phi hành gia.
Các kỹ sư Nhật là người mang công nghệ của thế kỷ 21 vào toilet cho phi hành gia.

Cơ quan Thám hiểm Không gian Nhật Bản (JAXA) đã phát triển được 1 hệ thống toilet có thể mặc vào người – giống như tả giấy công nghệ cao. Nếu được trang bị loại toilet hiện đại này, các phi hành gia sẽ không cần phải tốn thời gian ra vào toilet nữa vì họ lúc nào cũng mang nó bên mình rồi. Loại toilet này chứa các cảm biến dò chuyển động, khi dò thấy những cử động báo hiệu phi hành gia sắp cần đi toilet, nó sẽ tự động kích hoạt một bộ phận hút giúp tải chất thải ra ngoài. Sau khi “xong việc”, các thiết bị khác sẽ tự động rửa và sấy khô toilet di động này. Nó cũng khử mùi và những ”âm thanh khó chịu” trong quá trình “giải quyết”, vì thế phi hành gia có thể tự nhiên đi toilet ở chốn đông người mà không lo bị phát hiện.

JAXA dự tính sẽ cho sử dụng thử mẫu đầu tiên trên buồng nghiên cứu của Nhật trên trạm ISS.

4. Đi vào túi

Công cụ để giải quyết “nỗi buồn lớn” trên Apollo.
Công cụ để giải quyết “nỗi buồn lớn” trên Apollo.

Chương trình Apollo của NASA đưa người lên mặt trăng đã có một thiếu sót nghiêm trọng – vấn đề “giải quyết nỗi buồn” cho các phi hành gia. Khi cảm thấy “nỗi buồn nhỏ”, họ phải đeo một dụng cụ gần giống hình dạng của bao cao su được nối với một ống dẫn nước thải ra phía ngoài tàu. Nhưng thiết bị này hết sức “thô sơ” và thậm chí gây đau đớn khi sử dụng – nếu họ mở van quá sớm trước khi “đi”, máy hút sẽ hút luôn bộ phận sinh dục vào ống; còn khi họ “đi” xong thì ống thường bị hở và phun luôn nước tiểu vào khoang tàu, và ở trạng thái không trọng lực thì bạn cũng có thể tưởng tượng được chuyện gì xảy ra với những thành viên khác của phi hành đoàn. Nhưng sự cố này còn chưa thấm vào đâu so với khi họ phải “giải quyết nỗi buồn lớn”. Lúc này họ phải đeo một cái túi vào “chỗ cần đeo”; khi ”bắt đầu”, họ phải thò tay vào trong túi và tóm lấy bất kể thứ gì có trong đó (vì không có trọng lực hỗ trợ), mở một cái túi khác chứa chất tẩy trùng và trộn mọi thứ lại với nhau. Phi hành đoàn Apollo 7 để lại kinh nghiệm như sau: “Khi cần đi toilet, hãy cởi trần, cần khoảng 1 tiếng đồng hồ, và phải chuẩn bị thật nhiều khăn giấy”.

5. Nước tiểu thành nước uống

3 phi hành gia đang uống “nước lọc” trên trạm ISS vào tháng 5/2009.
3 phi hành gia đang uống “nước lọc” trên trạm ISS vào tháng 5/2009.

Năm 2008, NASA tuyên bố chi 250 triệu đôla để xây dựng toilet trên không gian. Mặc dù với cái giá cắt cổ này, toilet của họ không phải được xây bằng vàng khối mà nó có một tính năng khá lạ lùng – biến nước tiểu thành nước uống. Hệ thống xử lý nước đắt đỏ này không chỉ lọc nước tiểu mà nó còn có thể lọc cả mồ hôi và hơi ẩm từ những chiếc khăn tắm thành nước uống. Nếu bạn thấy hồ nghi với ý tưởng uống nước tiểu (đã được tinh lọc) thì NASA đã chính thức tuyên bố rằng loại nước này còn sạch hơn cả nước từ vòi nước nhà bạn; hơn nữa thiết bị có thể lọc đến 7 tấn nước mỗi năm.

6. Sự quyến rũ của nước tiểu

Mưa sao băng rất đẹp, nhưng các phi hành gia nói rằng nước tiểu khi thải ra ngoài không gian sẽ tạo ra cảnh tượng còn đẹp hơn.
Mưa sao băng rất đẹp, nhưng các phi hành gia nói rằng nước tiểu khi thải ra ngoài không gian sẽ tạo ra cảnh tượng còn đẹp hơn.

Mùa thu năm 2009, một số người ngắm sao rất ngạc nhiên khi biết rằng một cảnh tượng lộng lẫy họ quan sát được trên bầu trời lại là một loạt nước tiểu được tàu không gian thải ra. Vì các tàu không gian chỉ có thể mang một trọng lượng nhất định nên định kỳ các phi hành gia phải dọn dẹp các thùng chứa và phóng thích chất thải ra ngoài không gian. Khi nước tiểu được thải ra ngoài, nó ngay lập tức bị đóng băng tạo thành một đám mây với khoảng 10 triệu tinh thể đá. Khi mặt trời chiếu đến những tinh thể này và biến chúng thành hơi nước sẽ tạo nên một cảnh tượng rất tráng lệ.

  • Đỗ Quyên (Theo HSW)