Interkosmos Việt Nam và chuyến bay vào vũ trụ Xô – Việt năm 1980
Với các nhà khoa học, chuyến bay vào vũ trụ Xô - Việt là một cơ hội có một không hai cho những ý tưởng làm các thí nghiệm mà trên mặt đất không thể làm được, đó là thí nghiệm trong môi trường không trọng lượng.
Năm 1978, đoàn đại biểu Đảng và Chính phủ Việt Nam do TBT Lê Duẩn dẫn đầu sang Liên Xô ký Hiệp định hợp tác toàn diện Liên Xô – Việt Nam. Trong quá trình hội đàm, TBT Đảng Cộng sản Liên Xô Leonid Brezhnev đề xuất với TBT Lê Duẩn mời Việt Nam tham gia Chương trình hợp tác nghiên cứu sử dụng không gian vũ trụ vào mục đích hòa bình của các nước xã hội chủ nghĩa do Viện Hàn lâm Khoa học Liên Xô chủ trì, gọi là Chương trình Interkosmos.
Thực hiện sáng kiến đó, Chính phủ Việt Nam đã giao nhiệm vụ cho Viện Khoa học Việt Nam tham gia Chương trình Interkosmos và thành lập Ủy ban Nghiên cứu Vũ trụ Việt Nam do Viện sĩ Trần Đại Nghĩa làm Chủ tịch, Viện sĩ Nguyễn Văn Hiệu làm Phó Chủ tịch.
Trong khuôn khổ Chương trình Interkosmos, năm 1980 đến lượt phi công vũ trụ Việt Nam bay lên vũ trụ cùng với phi công vũ trụ Liên Xô. Để tổ chức chuyến bay vũ trụ Xô – Việt, Chính phủ quyết định thành lập Ban Chỉ đạo chuyến bay do Phó Thủ tướng Đại tướng Võ Nguyên Giáp làm Trưởng ban, và hai Phó Trưởng ban, gồm Thứ trưởng Bộ Quốc phòng Vũ Xuân Chiêm phụ trách tuyển chọn và huấn luyện phi công vũ trụ, và VS. Nguyễn Văn Hiệu phụ trách tổ chức các thí nghiệm của Việt Nam sẽ thực hiện trên tàu vũ trụ.
Nhiều người Việt Nam thường nói vui rằng chẳng qua Liên Xô cho ta đi nhờ để có tiếng là người châu Á đầu tiên đi vào vũ trụ. Vâng, nói thế cũng không sai. Nhưng chúng tôi, những nhà vật lý thì nghĩ hơi khác. Đây là một cơ hội có một không hai cho những ý tưởng làm các thí nghiệm vật lý mà trên mặt đất không thể làm được, đó là thí nghiệm trong môi trường không trọng lượng.
Vào cuối xuân 1979, tôi [Trần Xuân Hoài] được lãnh đạo gọi lên gặp và yêu cầu đề xuất ý kiến thiết kế và thực hiện các thí nghiệm vật lý trong điều kiện không trọng lượng. Sau mấy ngày suy nghĩ, tôi đề nghị có thể thực hiện một số thí nghiệm về chế tạo vật liệu, các vật liệu đa thành phần, mỗi thành phần tỷ trọng khác nhau là đối tượng tốt nhất để kiểm tra ảnh hưởng của điều kiện không trọng lượng.
Với tư cách là trưởng phòng thí nghiệm Vật lý chất rắn, tôi đề nghị chọn hệ BiTeSe và hệ GaPAs là hai hệ mà phòng thí nghiệm đã hoặc đang nghiên cứu. Được phê duyệt, tôi đề nghị lập nhóm thí nghiệm, ngoài tôi ra thì chọn bốn cán bộ trẻ đều dưới 30 tham gia, trong đó có một người từ Việt Nam (kỹ sư Nguyễn Thanh Nghị) và ba người khác đang thực tập và làm nghiên cứu sinh ở Đức (Nguyễn Văn Vượng, Nguyễn Văn Sung, Nguyễn Hồng Quyền).
Khi sang Moscow họp với Interkosmos, tôi trình bày ý kiến, kèm đề nghị mời Interkosmos Liên Xô và CHDC Đức cùng hợp tác. Đề xuất được phê chuẩn nhanh chóng. Liên Xô giao cho Viện nghiên cứu Vũ trụ hợp tác, tôi và Nghị về phòng thí nghiệm của Viện làm việc cụ thể ngay về chế tạo GaAsP, gọi là Hạ Long 1.
Sau đó tôi sang Berlin, phía CHDC Đức giao cho Viện Khoa học Vũ trụ làm đối tác. Sau khi trình bày tỉ mỉ đề cương, phía CHDC Đức đề nghị mời Đại học Hale cùng tham gia, vì ở đó, nhóm của GS. Stecker có nhiều kinh nghiệm chế tạo pin nhiệt điện sử dụng hợp kim BiTeSe. Thí nghiệm này có tên Hạ Long 2.
Trong quá trình chuẩn bị thí nghiệm, yêu cầu phải khống chế chính xác nhiệt độ lò xuất hiện. Bởi vì quá trình truyền nhiệt trong môi trường khí còn phụ thuộc vào sự đối lưu, mà đối lưu lại phụ thuộc vào tỷ trọng khí theo nhiệt độ. Vậy trong điều kiện không trọng lượng thì có đối lưu không? Sau khi thảo luận, tôi và GS. Stecker bàn nhau đề xuất thêm một thí nghiệm về truyền nhiệt trong điều kiện không trọng lượng, gọi là thí nghiệm Mô phỏng – Imitator.
Cả ba phía Liên Xô- CHDC Đức – Việt Nam đều phê chuấn ba thí nghiệm và Liên Xô cũng như CHDC Đức đồng ý chi trả toàn bộ kinh phí. Nhóm thực hiện lao động khoa học chính là nhóm cán bộ Việt Nam. Tôi thường xuyên qua lại giữa Moscow-Berlin- Hale để điều hành công việc.
Theo tôi biết thì trong chuyến bay của Phạm Tuân, Việt Nam cũng chuẩn bị một số nghiên cứu khác nhưng ai làm gì thì chỉ người đó biết và báo cáo trực tiếp cho lãnh đạo cao nhất. Tôi đã hai lần được gọi lên gặp và báo cáo với Đại tướng Võ Nguyên Giáp tại Moscow. Sau khi chương trình kết thúc, nhà nước có tổ chức nghiệm thu.
Tôi không được tham gia các cuộc họp nghiệm thu này. Giáo sư Nguyễn Văn Ngọ (Đại học Bách khoa Hà Nội) là thành viên hội đồng nghiệm thu cấp nhà nước có tường thuật lại về văn bản nghiệm thu, trong đó viết:
“Trong chương trình khoa học của chuyến bay vũ trụ Xô – Việt, thí nghiệm quan trọng nhất là chụp ảnh đa phổ lãnh thổ Việt Nam bằng máy chụp ảnh đa phổ 6 kênh MKF-6 (do CHDC Đức chế tạo) khi tàu vũ trụ bay trên lãnh thổ Việt Nam. Phi công vũ trụ Phạm Tuân là người thực hiện việc chụp ảnh bằng máy ảnh đa phổ MKF-6 này.
Muốn xác định ảnh hưởng của lớp khí quyển và tìm ra quy trình giải đoán chính xác những bức ảnh chụp bằng máy MKF-6 trên tàu vũ trụ, cần phải tiến hành thí nghiệm đồng thời cả trên tàu vũ trụ, trên máy bay, và nghiên cứu thực địa trên mặt đất.
Cục Đo đạc và Bản đồ quân sự được giao nhiệm vụ chụp ảnh đa phổ bằng máy MKF-6 trên máy bay, còn Viện Khoa học Việt Nam chịu trách nhiệm điều tra thực địa trên mặt đất tại những vùng được chụp ảnh đồng thời từ vũ trụ và từ máy bay. Trên cơ sở đối chiếu kết quả chụp ảnh từ vũ trụ, máy bay và kết quả điều tra thực địa, các nhà khoa học ba nước Liên Xô, Việt Nam và CHDC Đức đã thiết lập được quy trình giải đoán ảnh chụp bằng máy MKF-6 từ vũ trụ.
Phạm Tuân ở trong không gian trong vòng 7 ngày, 20 giờ và 42 phút, thực hiện tổng cộng 142 vòng quỹ đạo quanh Trái đất. Trong toàn bộ thời gian này, ngoài nhiệm vụ chụp ảnh đa phổ lãnh thổ Việt Nam, Phạm Tuân còn phải tiến hành các thí nghiệm về hòa tan các mẫu khoáng chất trong tình trạng không trọng lực, cũng như tiến hành các thí nghiệm về cây trồng trên bèo hoa dâu.
Chuyện mang bèo đi là do các nhà sinh học Việt Nam trong Chương trình Interkosmos đề xuất. Bèo hoa dâu dễ sinh sôi nảy nở, hút khí carbonic, sản sinh ra oxy. Trên vũ trụ có rất nhiều tia phóng xạ có tác động lên con người, lên sinh vật, có thể tạo nên đột biến sinh học, việc mang bèo hoa dâu lên cũng là để phục vụ mục đích nghiên cứu này.
Cũng trong Chương trình Interkosmos, Viện Y học Quân sự Việt Nam dựa trên kết luận của các nhà dược lý, dược liệu và giải phẫu bệnh lý đã từng nghiên cứu về đinh lăng, đề xuất dùng nước sắc rễ đinh lăng để giúp tăng sức đề kháng, sự dẻo dai của cơ thể cho phi công vũ trụ trong quá trình luyện tập. Các tác giả Ngô Ứng Long và Xa-va-ép (Liên Xô) đã cho thấy rõ tác dụng của đinh lăng đối với các nhà du hành vũ trụ khi tập luyện trong tư thế tĩnh, đầu dốc ngược.
Cũng theo tài liệu của Ủy ban Nghiên cứu Vũ trụ Việt Nam, trong thời gian ở trên vũ trụ, Phạm Tuân cùng với phi công vũ trụ Liên Xô Gorbatko còn tiến hành hàng chục thí nghiệm khoa học có giá trị nữa, như các thí nghiệm vật lý và công nghệ vũ trụ.
Thí nghiệm “Hồ quang”
Mục đích của thí nghiệm là nghiên cứu cơ chế một số hiện tượng thường xảy ra ở các lớp khí quyển tầng cao, làm cho khí quyển ở đó phát ra ánh sáng, như các hồ quang đỏ ở vùng xích đạo, hiện tượng lục quang, và sự phát sáng của khí quyển ở các vùng vĩ tuyến trung bình. Thí nghiệm do các nhà khoa học Bulgary đề xuất, dùng điện quang kế do họ chế tạo.
Thí nghiệm “Phân cực”
Dùng thiết bị do Liên Xô chế tạo, các phi công vũ trụ tiến hành đo độ phân cực của ánh sáng Mặt trời do khí quyển phản xạ lại. Mục đích của thí nghiệm là nghiên cứu ảnh hưởng của khí quyển, của mây, cũng như của cảnh quan lên tính chất phân cực của ánh sáng Mặt trời.
Các kết quả thí nghiệm sẽ được so sánh với tính toán lý thuyết và sẽ góp phần vào sự hiểu biết các quy luật về sự thay đổi các tính chất của ánh sáng khi đi qua khí quyển. Cần phải nắm vững các quy luật này mới có thể nghiên cứu được tài nguyên thiên nhiên trên mặt đất bằng phương pháp chụp ảnh đa phổ từ vũ trụ.
Thí nghiệm do các nhà khoa học Liên Xô đề xuất. Các cán bộ Vật lý lý thuyết Việt Nam và PGS. Phan Anh (nay là GS. TSKH ở ĐHQG Hà Nội) đã tham gia vào việc tiến hành tính toán và so sánh lý thuyết với thực nghiệm.
Thí nghiệm “Hạ Long-1”
Tiến hành nuôi đơn tinh thể bán dẫn phát quang GaP/As bằng lò “tinh thể” trong điều kiện không trọng lượng để nghiên cứu ảnh hưởng của trọng trường, từ đó tìm kiếm những phương pháp tạo ra các đơn tinh thể GaP hoàn hảo trong phòng thí nghiệm trên mặt đất dùng làm các linh kiện quang điện tử chất lượng cao. Thí nghiệm do các cán bộ Viện Vật lý Việt Nam đề xuất. Quá trình chuẩn bị thí nghiệm được tiến hành ở Liên Xô với sự giúp đỡ của các nhà khoa học Liên Xô.
Thí nghiệm “Hạ long-2”
Tiến hành nuôi các đơn tinh thể bán dẫn nhiệt Bi2 (Te, Se) (Te, Se)3 và (Sb, Bi)2. Te3 bằng lò “tinh thể” trong điều kiện không trọng lượng để nghiên cứu ảnh hưởng của trọng trường. Từ đó, tìm ra phương pháp chế tạo các đơn tinh thể hoàn hảo để sử dụng trong các thiết bị làm lạnh bằng bán dẫn. Thí nghiệm do GS. Trần Xuân Hoài và các cán bộ Vật lý Việt Nam đề xuất. Quá trình chuẩn bị thí nghiệm được tiến hành ở Liên Xô và CHDC Đức với sự giúp đỡ của các nhà khoa học nước bạn.
Thí nghiệm “Mô phỏng”
Trong quá trình chuẩn bị thí nghiệm “Hạ Long – 2”, các cán bộ Việt Nam đã cùng với các nhà khoa học CHDC Đức đề xuất một phương pháp đo sự phân bố nhiệt trong các lò nuôi đơn tinh thể. Trong thí nghiệm “Mô phỏng” sẽ áp dụng phương pháp đó để xác định bằng thực nghiệm sự phân bố nhiệt trong lò “tinh thể” khi làm việc trên trạm quỹ đạo “Chào mừng”. Các kết quả thu được sẽ cho phép sử dụng tốt hơn lò “tinh thể” trong việc nuôi các đơn tinh thể. Phương pháp thí nghiệm “Mô phỏng” cũng sẽ được áp dụng cho các lò nuôi đơn tinh thể khác trong các phòng thí nghiệm trên mặt đất.
Các thí nghiệm y sinh
Ngoài ra hai nhà du hành vũ trụ còn tham gia các thí nghiệm sinh – y học vũ trụ như:
- (i) Thí nghiệm “vấn đáp” để đánh giá mức độ thích nghi của con người với các điều kiện vũ trụ.
- (ii) Thí nghiệm “Người thao tác” sử dụng máy “Stredes” do các chuyên gia Bulgary ở Trung tâm Nghiên cứu vũ trụ Bulgary và Viện Nghiên cứu không quân Bulgary chế tạo, nhằm đánh giá khả năng lao động trí óc của con người trong điều kiện không trọng lượng.
- (iii) Thí nghiệm “giải trí” Đài TH TW của Việt Nam đã chuẩn bị một chương trình giải trí bao gồm các tiết mục ca múa nhạc, các phong cảnh đẹp Việt Nam ghi trên băng từ gửi lên vũ trụ. Kết quả của thí nghiệm “giải trí” sẽ được ghi vào sổ thí nghiệm “vấn đáp”.
- (iv) Các Thí nghiệm về “Cảm thụ quan” tiến hành theo chương trình nghiên cứu sinh – y học vũ trụ của Liên Xô và Bulgary, nghiên cứu ảnh hưởng của yếu tố vũ trụ đối với vị giác (tiến hành trên máy “nếm điện” do các chuyên gia Ba Lan chế tạo), và thính giác (tiến hành trên máy “Elba” do CHDC Đức chế tạo, – đo mức độ tiếng ồn và đặc trưng tần số của tiếng ồn).
Sau khi Chuyến bay Vũ trụ Xô – Việt kết thúc tốt đẹp, chương trình nhánh Interkosmos Việt nam cũng được nghiệm thu. Trưởng Ban Nghiệm thu là GS. Nguyễn Văn Đạo (sau này là Viện sĩ Viện Hàn lâm Khoa học Tiệp Khắc) đánh giá chương trình đã được hoàn thành xuất sắc. Với tư cách là một thành viên Ban Nghiệm thu, tôi có trách nhiệm báo cáo lại trung thực để các thế hệ nhà khoa học hiện nay và cả mai sau cùng biết”.
Thí nghiệm Hạ Long 1, 2 và Imitator của Phòng thí nghiệm Vật lý Chất rắn Viện Vật lý/Viện Khoa học Việt Nam (nay là Viện Hàn lâm KH&CN Việt Nam) do tôi đứng đầu đề xuất và trực tiếp thực hiện với sự tham gia của các nhà khoa học Liên Xô và CHDC Đức đã được thực hiện trong chuyến bay.
Các kết quả của hai thí nghiệm Hạ Long 2 (BiTeSe) và Mô phỏng Imitator do chúng tôi chủ xướng và thiết kế chính (phối hợp với Interkosmos) đã thu được kết quả rất đáng khích lệ, đóng góp hiểu biết cho nhân loại ( cái máy do chúng tôi chế tạo còn chạy cả chục năm trên Salut cho đến khi kết thúc của trạm này). Các kết quả đã đươc công bố quốc tế :
1) Experiments for the Measurment of Temperature Profiles in the furnace “Crystal” on the space lab. “Salut”.by K.Stecker, A.F.Kotenkov, T:X. Hoai et al. XXXIV Congress of Int. Astronautical Federation, Budapest, October 10 -15 1983
2) Experiments for Growth of Mixed Crystals (Bi Sb) Te under Microgravity Condition. by T.X. Hoai, S.Stecker, V. Truzenikov et: al. XXXIV Congress of Int. Astronautical Federation, Budapest, October 10 -15,1983
Theo tôi biết, đấy là những công bố duy nhất ra quốc tế về lĩnh vực công nghệ vũ trụ của Việt Nam trong chương trình này. Riêng thí nghiệm về GaAsP (Hạ long 1 – chuẩn bị ở Liên Xô, do tôi và Nghị làm) không đạt kết quả như mong đợi, nên không có kết quả công bố quốc tế.
Tôi không tìm thấy bất kỳ công bố nào, trong nước và quốc tế, về các thí nghiệm khác được liệt kê trong biên bản nghiệm thu nói trên. Vì tôi là người có hai năm tham gia chuẩn bị và có mặt tại trung tâm điều khiển chuyến bay nên có nhiều người hỏi tôi khá nhiều chuyện. Tôi chỉ có thể trả lời những gì mình biết thôi.
Có bạn hỏi nhà du hành Phạm Tuân làm thí nghiệm như thế nào?
Các thí nghiệm vật lý thì đều phải thiết kế tự động. Trên tàu Salut đã có một kỹ sư vật lý giỏi ở đó chịu trách nhiệm thực hiện theo chỉ dẫn từ trước rồi. Nhóm bay Phạm Tuân chỉ có nhiệm vụ mang lên giao cho kỹ sư đó và mang kết quả là mẫu vật thí nghiệm về để chúng tôi xử lý. Các số liệu đo đạc, nếu không cần truyền tức thời về, cũng được ghi tự động vào bộ nhớ đặc biệt (do chúng tôi thiết kế), họ mang về giao lại cho chúng tôi.
Các thí nghiệm và thiết bị đã phải thiết kế đặc biệt, trọng lượng và kích thước rất giới hạn, chịu va đập đến mức tận cùng (ném từ trăm mét xuống cũng không hỏng) và phải làm thử tới hàng trăm lần. Chúng tôi phải mất hơn một năm, tốn kém lắm. May mà mọi chi phí đều do Interkosmos (Liên Xô và Đức) chi trả.
Bèo hoa dâu thì tôi không biết họ làm gì (theo tôi biết thì có lẽ không có thí nghiệm này). Thí nghiệm bèo hoa dâu không thuộc nhóm tôi (Việt Nam-Interkosmos, chuẩn bị tại Berlin-Moscow từ 7/1979-7/1980). Nghe nói là chuẩn bị ở Việt Nam, do TS. Nguyễn Hữu Thước chịu trách nhiệm nhưng không hiểu vì lý do gì mà anh Thước (đã mất) dù đã đăng ký chính thức với Liên Xô mà khi chuyến bay kết thúc mới đến được tới Moscow.
Theo tôi, thí nghiệm này đã không được thực hiện trong chuyến bay, lý do tại sao tôi không rõ. Tôi nghe trực tiếp từ phía Liên Xô ở Trung tâm chỉ huy, cho biết, Việt Nam đề nghị cho Phạm Tuân và Gorbatko sử dụng cao đinh lăng nhưng Liên Xô cảm ơn và từ chối, và không đề cập gì đến thí nghiệm bèo hoa dâu.
