Chế tạo tàu ngầm tự hành “đánh hơi” được bức xạ dưới đáy biển, nhằm phát hiện sớm sóng thần

Những vụ phun trào núi lửa gần đây diễn ra tại St. Vincent và Iceland không gây thương vong trực tiếp về người, bởi lẽ chúng đều đã được dự đoán trước bằng công cụ vận hành bằng cơm: khi người ta thấy ngọn núi lửa lớn phun trào và mặt đất rung chuyển, họ sẽ nhanh chóng sơ tán khỏi tầm ảnh hưởng của sự kiện chết người. Tuy nhiên, những rung động nằm sâu dưới làn nước, vốn có thể tạo ra những đợt sóng thần cao cả trăm mét, lại rất khó bị phát hiện. Đây là lý do chính khiến chúng đem tới tỷ lệ tử vong cao.

Để khắc phục điều đó, các nhà nghiên cứu tại Đại học Athens đang phát triển một drone lặn dưới nước có khả năng phát hiện bức xạ – khả năng được nhóm nghiên cứu cho là sẽ phát hiện được sớm sóng thần gây nên bởi động đất dưới lòng biển.

Khi hoạt động địa chấn diễn ra trên đất liền, một loại khí gas mang bức xạ có tên radon sẽ len lỏi trong nền đất nhiều ngày trước khi cơn động đất chính thức tới. Vậy nên, phát hiện bức xạ hiện hữu trong lòng biển có thể giúp ta dự đoán được thời điểm diễn ra động đất.

Robot tàu ngầm có thể đo đạc hoạt động bức xạ dưới đáy biển.

Tuy nhiên, cũng giống nhiều ngành nghiên cứu biển khác, chúng ta ít quá biết về đáy đại dương cũng như cách các yếu tố chi phối hoạt động của nó. Để phát hiện được hoạt động bức xạ bất thường, khoa học phải xác định được đâu là cái bình thường trước đã.

“Bản chất hoạt động bức xạ vẫn còn là ẩn số trong ngành hải dương học, dù tầm quan trọng của nó vẫn rất lớn”, giáo sư Theo J. Mertzimekis công tác tại Đại học Athens nhận định. Hiện ông đang đứng đầu nhóm nghiên cứu tới từ Liên minh Châu Âu nhằm phát triển một robot tàu ngầm có thể đo đạc hoạt động bức xạ dưới đáy biển. Dự kiến dự án sẽ kéo dài 4 năm, và mới chỉ khởi động vào mùa xuân năm nay. Hiện họ đang phát triển cảm biến và hệ thống trí tuệ nhân tạo cho con drone đáy biển này.

Đồ điện tử chưa bao giờ ưa nước, mà điều kiện áp suất dưới đáy sâu thì chẳng thân thiện chút nào, chưa kể những dòng nước ngầm có thể gây khó khăn cho hoạt động nghiên cứu. Địa chấn kế, cái kim vẽ những đường loằng ngoằng trên giấy vốn dùng trong đo đạc động đất, kém chính xác trong môi trường biển sâu, bởi lẽ rung động từ sóng biển, gió lớn có thể làm sai lệch các chỉ số đo được. Giáo sư Mertzimekis so sánh cái khó khăn của dự án đo địa chấn đáy biển không khác gì sứ mệnh Sao Hỏa của NASA, khi xét tới những trở ngại công nghệ mà họ gặp phải.

Bơi xuống biển sâu cũng khó như bay lên trời cao vậy. Trong ảnh là tàu thăm dò Perseverance của NASA.

Dự án drone thăm dò động đất đại dương có tên RAMONES, viết tắt cho RadioActivity Monitoring in Ocean EcoSystems – Kiểm soát Hoạt động Bức xạ Trong Hệ sinh thái Biển. Nhóm nghiên cứu không muốn drone có thể được điều khiển từ xa, mà sẽ cố gắng cho nó tự hành toàn phần. Điều này sẽ tăng tốc nghiên cứu lên vài lần đồng thời đơn giản hóa quá trình thu thập dữ liệu.

Hiện ta còn chưa có xe tự hành trên cạn, nên dự án tàu ngầm tự hành sẽ còn khó thực hiện hơn nhiều. Môi trường biển phức tạp, nguồn năng lượng vận hành trí tuệ nhân tạo hạn chế, vậy nên nhóm nghiên cứu muốn tạo ra một AI có thể làm việc với lượng năng lượng thấp nhất có thể. Bên cạnh đó, cảm biến sẽ còn phải tương thích được với cuộc sống khắc nghiệt nơi biển sâu.

Chưa hết, các nhà nghiên cứu không chỉ hoạt động địa chấn, mà còn muốn biết tác động của con người ảnh hưởng ra sao tới hoạt động bức xạ của biển sâu. Trong những thập niên 50 và 60, những buổi thử nghiệm bom hạt nhân đã tạo ra phụ phẩm là một lớp đồng vị cesium-137, rồi cả hoạt động khoan dầu của con người cũng tạo ra khí radon nữa. Bên cạnh đó là việc thải chất thải phóng xạ ra biển suốt từ năm 1946 cho tới năm 1993, khi các nước chung tay ký vào bản thỏa thuận dừng hoạt động độc hại.

Suốt 4 thập kỷ đổ chất thải phóng xạ ra biển mà ta vẫn chưa rõ hậu quả của nó là gì. Đây cũng sẽ là một câu hỏi mà đội ngũ RAMONES tìm cách trả lời.

Chất thải phóng xạ bị ném xuống biển.

Mà cũng chỉ 3 tuần sau khi dự án RAMONES chính thức khởi động, chính phủ Nhật Bản phải chấp nhận đổ chất thải phóng xạ xuống biển sau khi tuyên bố không thể xử lý nổi. Nhà máy điện hạt nhân của Nhật Bản đã đứng vững sau trận động đất, nhưng lại không chống chịu được đợt sóng thần cao trăm mét. Hành động từ phía Nhật Bản cũng nhận được nhiều chỉ trích do ta chưa hiểu rõ tác động của rác thải phóng xạ tới hệ sinh thái đáy biển ra sao.

Nếu dự án RAMONES thành công, ta sẽ có thể cùng lúc trả lời được nhiều câu hỏi khó, đồng thời có cho mình một hệ thống phát hiện động đất/sóng thần từ sớm, để tránh thảm cảnh tiếp tục diễn ra.

HT (theo khoahoc.tv)