Công ty DEEP có trụ sở tại Anh vừa cho ra mắt Vanguard – một trạm sinh sống dưới nước dành cho con người. Đây được xem là môi trường sống dưới biển đầu tiên được đưa vào vận hành tại vùng biển của Mỹ trong suốt 40 năm qua.
Sự kiện này mang ý nghĩa đặc biệt đối với cộng đồng khoa học, bởi trước đó, căn cứ nghiên cứu Aquarius Reef Base nằm ngoài khơi bang Florida đã từ lâu giữ vai trò là phòng thí nghiệm và không gian nghiên cứu dưới nước duy nhất còn hoạt động trên thế giới.
Hồi sinh giấc mơ sinh sống dưới đại dương
Ý tưởng về những trạm sinh sống dưới đáy biển đã manh nha từ thập niên 1960, khi nhà hải dương học Jacques-Yves Cousteau khởi động chương trình tiên phong mang tên Conshelf, khởi đầu cho một giai đoạn nghiên cứu biển sâu đầy sôi động. Tiếp nối sau đó, nhiều trạm nghiên cứu lần lượt được dựng lên tại Mỹ, châu Âu, Nga và Nhật Bản, xuất phát từ tham vọng chinh phục khoa học tương tự như cuộc đua vào vũ trụ.
Dù vậy, đa số các công trình thời kỳ đầu đều nhỏ hẹp, thô sơ, tốn kém khi vận hành và chỉ tồn tại trong thời gian ngắn, khiến trào lưu này dần nguội lạnh. Mãi cho đến tháng 6 vừa qua, Aquarius – được chế tạo năm 1986 và đưa về vị trí hiện tại vào năm 1993 – vẫn là trạm nghiên cứu dưới nước duy nhất tại vùng biển Mỹ.
Vanguard được lắp đặt vào tháng 6 tại đáy biển Tennessee Reef, ở độ sâu khoảng 17 m so với mặt nước, nằm trong khu bảo tồn biển quốc gia Florida Keys. Theo DEEP, trạm này được thiết kế để bốn nhà nghiên cứu thực hiện các nhiệm vụ kéo dài từ 5 đến 7 ngày, với khu vực sinh hoạt dài khoảng 10,7 m và rộng 2,4 m. So với đó, Aquarius có kích thước nhỉnh hơn một chút và có thể chứa sáu người trong thời gian trên 30 ngày.
Trạm mới được nối với mặt nước qua một chiếc phao nổi liên tục bơm không khí xuống dưới, đồng thời tích hợp nhiều công nghệ tiên tiến nhằm hạn chế ảnh hưởng đến môi trường. Toàn bộ nước thải sinh hoạt và chất thải của con người được gom vào những bể chứa lắp bên ngoài trạm, sau đó được đưa lên phao để xử lý.
Việc giảm thiểu tác động đến hệ sinh thái xung quanh có ý nghĩa hết sức quan trọng, bởi Vanguard được triển khai với mục tiêu theo dõi và hy vọng phục hồi một khu vườn san hô đang gặp khủng hoảng.
Trạm sẽ hoạt động dưới đáy biển gần rạn san hô trong ít nhất 5 năm, ở vị trí cách đảo Long Key khoảng 4,6 hải lý về phía Nam. Giám đốc nghiên cứu khoa học của DEEP, bà Kernagis, cho biết đây là khu vực rất thích hợp cho công tác khôi phục rạn san hô.
Rạn Tennessee Reef được biết đến với các loài san hô và hải miên sinh sống ở vùng nước sâu. Giống như nhiều nơi khác trong khu vực Florida Keys, rạn san hô tại đây đang chịu ảnh hưởng của nhiệt độ nước biển tăng cao và hiện tượng tẩy trắng, khiến san hô mất đi lớp tảo cộng sinh, thiếu hụt dinh dưỡng và chuyển sang màu trắng nhợt nhạt. Một trong những nhiệm vụ khoa học của Vanguard là tìm ra những cá thể san hô có sức chống chịu tốt để thay thế các rạn san hô bị tổn thương.
Theo bà Kernagis, việc trở thành một phần của rạn san hô mang lại nhiều lợi thế. Các nhà nghiên cứu có thể thăm dò khu vực xung quanh bằng thiết bị lặn hoặc mũ lặn được cung cấp oxy qua đường dây dẫn dài hàng trăm mét.
Bà cũng cho biết, phương pháp lặn bão hòa – trong đó con người sống ở mức áp suất tương ứng với độ sâu làm việc – cho phép các nhà khoa học kéo dài thời gian ở dưới nước, từ đó tối ưu hóa thời gian thu thập dữ liệu, quan sát và lấy mẫu. So với lối lặn truyền thống vốn bị giới hạn bởi lượng oxy trong bình và bắt buộc phải giảm áp sau khi nổi lên, cách làm này giúp hoàn tất khối lượng công việc tương đương cả tháng chỉ trong chưa đầy một tuần.
Bên cạnh đó, việc phân tích mẫu vật ngay tại đáy biển thay vì mang lên bờ cũng cho ra kết quả chuẩn xác hơn, vì quá trình giảm áp cùng độ trễ về thời gian có thể làm biến đổi đặc tính của mẫu.
Ai sẽ sử dụng trạm dưới nước này?
Nhóm nhà khoa học đầu tiên sinh sống tại Vanguard hiện vẫn chưa được tiết lộ. Trạm đang trong quá trình chạy thử về mặt kỹ thuật trước khi bước vào các sứ mệnh trình diễn dự kiến diễn ra vào tháng 10, trong khi những nhiệm vụ chính thức sẽ khởi động từ tháng 11.
Chính quyền bang Florida đã cam kết cấp khoản kinh phí 935.000 USD nhằm hỗ trợ sáu nhóm nghiên cứu thuộc các trường đại học và viện nghiên cứu trong bang thực hiện nhiệm vụ tại Vanguard. Các đề tài sẽ xoay quanh việc phục hồi và giám sát san hô, cũng như phương thức phối hợp giữa con người và máy móc trong môi trường đáy biển.
Nhiều khả năng Vanguard sẽ không chỉ phục vụ riêng giới sinh học biển. Trước đây, không ít trạm sinh sống dưới nước đã từng được dùng cho mục đích quân sự, quốc phòng cũng như huấn luyện phi hành gia.
Bà Kernagis chia sẻ: "Chúng tôi chắc chắn sẽ triển khai các hoạt động trong những lĩnh vực đó và điều này rất quan trọng". Tuy nhiên, bà cũng nhấn mạnh rằng DEEP mong muốn mở rộng nhóm người dùng đến cả các nghệ sĩ và nhà giáo dục. Vào năm 2024, DEEP đã được Văn phòng Nghiên cứu Hải quân Mỹ tài trợ 925.000 USD để thực hiện một chương trình giáo dục về khám phá đại dương.
