Lý do tàu Titan "phát nổ thảm khốc" dưới đáy biển: Phát hiện điều kỳ lạ đến từ loại vật liệu làm thân tàu

Vụ nổ thảm khốc là gì?

Cuộc tìm kiếm tàu lặn Titan mất tích kéo dài bốn ngày đã đi đến kết cục bi thảm. Các báo cáo xác nhận con tàu đã phải chịu một "vụ nổ thảm khốc" trong hành trình hướng tới xác tàu đắm Titanic, khiến cả năm hành khách thiệt mạng.

Các quan chức cho biết "năm mảnh vỡ lớn" thuộc các phần khác nhau của tàu lặn đã được tìm thấy dưới đáy biển bằng một phương tiện điều khiển từ xa, cách mũi tàu Titanic khoảng 500m.

Những phát hiện này phù hợp với thông tin trước đó ghi nhận có âm thanh “giống như vụ nổ” được Hải quân Mỹ phát hiện vào cùng ngày Titan bắt đầu hạ thủy.

Chúng ta có thể cho rằng vụ nổ thực sự xảy ra vào ngày đầu tiên của chuyến lặn, dù có thể không cùng thời điểm Titan mất liên lạc với tàu mẹ. Nhưng tại sao tàu lại nổ dưới đáy biển?

Hầu hết, nếu không muốn nói là tất cả, tàu lặn và tàu ngầm hoạt động dưới mực nước sâu đều có thân tàu chịu áp lực lớn làm bằng một vật liệu kim loại duy nhất có độ bền cao. Vật liệu này thường là thép ở độ sâu tương đối nông (khoảng dưới 300m) hoặc titan cho hoạt động ở sâu hơn dưới đáy.

Thân tàu chịu áp lực bằng titan hoặc thép dày thường có dạng hình cầu có thể chịu được áp lực đến mức nghiền nát mọi thứ, thường gặp ở độ sâu 3.800m – độ sâu mà xác tàu Titanic đang nằm.

Tuy nhiên, tàu Titan thì khác. Mặc dù tên là titan nhưng thân tàu chịu áp lực được làm từ sự kết hợp của sợi carbon tổng hợp và titan. Điều này hơi bất thường từ góc độ kỹ thuật kết cấu vì trong mục đích lặn sâu, titan và sợi carbon là những vật liệu có các đặc tính rất khác nhau.

Titan có tính đàn hồi và có thể thích ứng với cường độ áp suất mở rộng mà không gặp phải bất kỳ sự biến dạng vĩnh viễn nào sau khi trở về áp suất bình thường. Nó co lại để điều chỉnh theo lực áp suất và giãn nở ra khi các lực này giảm bớt. Mặt khác, hỗn hợp sợi carbon cứng hơn nhiều và không có cùng loại độ đàn hồi.

Chuyên gia từ The Conversation suy đoán rằng thảm kịch xảy ra có thể đến từ sự thiếu tối ưu trong việc kết hợp của hai công nghệ vật liệu này, vốn không hoạt động linh hoạt theo cùng một đặc tính dưới áp lực.

Vật liệu composite có khả năng bị “tách lớp”, dẫn đến sự phân tách các lớp gia cố. Điều này sẽ tạo ra khiếm khuyết gây nên vụ nổ tức thời do áp suất dưới nước. Trong vòng chưa đầy một giây, con tàu bị ép xuống bởi sức nặng của độ sâu 3.800m sẽ ngay lập tức bị vỡ vụn từ mọi phía.

Khi được thiết kế, sản xuất và thử nghiệm một cách chặt chẽ, tàu sẽ có một hình dáng gần đạt đến độ hoàn hảo có thể chịu được áp suất chung tác động từ mọi hướng. Trong trường hợp này, vật liệu có thể “thở” – thu nhỏ và mở rộng theo chiều sâu khi cần thiết. Vụ nổ của Titan cho thấy quá trình đó không xảy ra.

Bản thân vụ nổ sẽ khiến những người bên trong tàu thiệt mạng trong vòng chưa đầy 20 phần nghìn giây. Trên thực tế, bộ não con người thậm chí không thể xử lý thông tin ở tốc độ như vậy.

Những khiếm khuyết khiến tàu Titan gặp nạn

Đã có những thông tin cho thấy tàu Titan không đảm bảo các tiêu chuẩn an toàn cho hoạt động biển sâu.

Tài liệu tòa án từ một vụ kiện năm 2018 ghi nhận OceanGate, công ty chịu trách nhiệm về tàu Titan, đã sa thải nhân viên David Lochridge sau khi anh bày tỏ lo ngại về sự an toàn của tàu lặn.

Lochridge không đồng ý với OceanGate về việc công ty chưa chứng minh được sự an toàn của con tàu cho mục đích lặn sâu mà đã tiến hành hạ thủy.

Tàu lặn và tàu ngầm luôn được thiết kế theo dạng hình cầu và hình trụ vì định hình như vậy có khả năng chịu áp lực nghiền tốt hơn về mặt hình học.

Thay vì hoạt động trong môi trường có áp suất 1 bar dễ thở, tàu Titan sẽ phải chịu áp suất 370 bar ở độ sâu của tàu Titanic. Bất kỳ khiếm khuyết nào trong thân tàu đều có thể dẫn đến nổ tức thời.

Trong trường hợp của Titan, một dây buộc với tàu mẹ sẽ đảm bảo liên lạc hai chiều tức thì và tốc độ trao đổi dữ liệu cao hơn. Tuy nhiên, những dây cáp này có thể vướng vào các mối nguy tiềm ẩn tại địa điểm đắm tàu.

Do đó, dây buộc chủ yếu được sử dụng cho các phương tiện không người lái, còn tàu lặn có người lái có xu hướng đặt niềm tin vào người điều khiển nhiều hơn.

Ngoài ra, GPS, điện thoại vệ tinh di động và hệ thống nhận dạng tự động không sử dụng được dưới nước. Vấn đề phức tạp hơn nữa là màu trắng của Titan, khiến nó khó bị phát hiện hơn trong vùng biển sủi bọt.

Đây là lý do tại sao để dễ phát hiện từ trên cao, các tàu thuyền thường có màu cam hoặc vàng.

Với tai nạn của tàu Titan, đã đến lúc thừa nhận rằng lặn sâu dưới biển cũng là hoạt động phức tạp, nếu không muốn nói là còn khó khăn và nguy hiểm hơn cả việc đi vào không gian. Vậy nên, đảm bảo an toàn cho tàu lặn giờ đây phải là ưu tiên hàng đầu.