Lỗi "đánh máy" 125 triệu đô của ngành vũ trụ

Nhiều người thường nghĩ điều khiến một tàu vũ trụ gặp nạn là do hỏng hóc động cơ nghiêm trọng hay va chạm với thiên thạch. Nhưng vào năm 1999, một tàu thăm dò trị giá 125 triệu đô la của NASA thất bại không phải vì phần cứng lỗi hay thời tiết không gian khắc nghiệt. Nó đã bị thiêu rụi trong bầu khí quyển của Sao Hỏa chỉ vì hai đội ngũ kỹ sư tên lửa thiên tài đã quên thống nhất về cách… đếm.

Thú thật, tôi đã phải đọc báo cáo sự cố chính thức tới ba lần mới dám tin đó là sự thật. Mars Climate Orbiter đáng lẽ phải là một thành tựu rực rỡ của thiên văn học hiện đại. Thay vào đó, nó lại trở thành sai lầm toán học đắt đỏ nhất trong lịch sử khám phá hành tinh.

Một chuyến bay hoàn hảo

Trong suốt mười tháng, Mars Climate Orbiter đã lướt đi trong khoảng không đen kịt của hệ mặt trời. Mọi thứ trên màn hình tại trung tâm điều khiển nhiệm vụ đều trông rất hoàn hảo. Con tàu được thiết kế để nghiên cứu khí hậu Sao Hỏa và đóng vai trò như một trạm tiếp sóng liên lạc cho các nhiệm vụ trong tương lai.

Để đến được đó, tàu thăm dò cần thực hiện các điều chỉnh lộ trình định kỳ. Những lần đốt động cơ đẩy nhỏ giúp nó luôn hướng chính xác đến nơi cần đến. Đội ngũ kỹ sư tại Lockheed Martin đã chế tạo con tàu và gửi các lệnh đẩy cho NASA.

Sau đó, đội ngũ dẫn đường của NASA nhập những con số đó vào máy tính của họ. Họ tính toán quỹ đạo chính xác của tàu quỹ đạo mới toanh này. Đó là một mối quan hệ đối tác thường kỳ giữa hai gã khổng lồ hàng không vũ trụ.

Sự sai lệch thầm lặng

Đây là phần sẽ khiến bạn phải chóng mặt. Phần mềm của Lockheed Martin xuất dữ liệu động cơ đẩy theo hệ đo lường Anh (Imperial). Họ đo lực bằng đơn vị pound-giây (pound-seconds).

Trong khi đó, máy tính của NASA lại được lập trình để đọc chính dữ liệu đó theo hệ mét (Metric). Họ mong đợi đơn vị newton-giây (newton-seconds). Không có hệ thống nào thực hiện việc chuyển đổi các con số này.

Mỗi khi động cơ đẩy khai hỏa, con tàu lại bị đẩy lệch đi một chút so với lộ trình dự kiến. Đó là một độ lệch cực kỳ nhỏ. Nhưng trên hành trình dài 416 triệu dặm, những lỗi nhỏ đó đã cộng dồn lại thành một vấn đề khổng lồ.

Chúng ta thường nghĩ về các thảm họa không gian như những hỏng hóc cơ khí nghiêm trọng. Chúng ta biết một khiếm khuyết phần cứng nhỏ có thể dẫn đến bi kịch như thế nào, giống như cách một vòng cao su 75 xu đã làm rơi một con tàu vũ trụ trong thảm họa Challenger. Tuy nhiên, thất bại ở Sao Hỏa này hoàn toàn là vấn đề về giao tiếp cơ bản.

Sự thiếu sót trong kiểm tra

Nhưng khoan đã - nếu các nhà khoa học tên lửa thông minh đến vậy, tại sao không ai nhận ra phép toán bị sai trong suốt mười tháng trời?

Thực tế, đội ngũ dẫn đường đã nhận thấy những điểm không nhất quán nhỏ trong đường bay. Họ đã nộp các báo cáo về việc tàu quỹ đạo bị chệch hướng bất thường. Nhưng những lo ngại đó đã bị gạt đi và coi là những lỗi dữ liệu nhỏ.

Không một ai dừng lại để hỏi liệu họ có đang sử dụng cùng một cây thước hay không. Đây là một chủ đề lặp đi lặp lại trong lịch sử kỹ thuật. Đôi khi chỉ cần một khoảng cách đo lường đơn giản là đủ để gây họa, tương tự như sai lầm 54 centimet gây thiệt hại hàng triệu đô trong việc xây dựng đường sắt khắp châu Âu.

Một kết cục rực lửa

Vào ngày 23 tháng 9 năm 1999, Mars Climate Orbiter cuối cùng cũng tiếp cận hành tinh đỏ. Theo kế hoạch, nó sẽ đi vào quỹ đạo ở độ cao an toàn là 226 km so với bề mặt.

Do sự thiếu đồng nhất về đơn vị, quỹ đạo cuối cùng đã sai lệch một cách nguy hiểm. Con tàu tiếp cận ở độ cao chỉ 57 km. Độ cao đó nằm sâu bên trong phần dày nhất của bầu khí quyển Sao Hỏa.

Con tàu thăm dò chưa bao giờ được thiết kế để chịu được lực ma sát cực độ như vậy. Nó đã bị xé toạc bởi áp lực khí động học và bị thiêu rụi hoàn toàn. Công sức làm việc vất vả trong nhiều năm và 125 triệu đô la đã tan biến thành một đám mây hơi nước.

Di sản của một lỗi sai

NASA đã đại tu toàn bộ hệ thống của họ sau tổn thất này. Họ đã đưa hệ mét trở thành tiêu chuẩn tuyệt đối cho tất cả các nhiệm vụ không gian trong tương lai. Họ không thể để một lỗi chuyển đổi đơn giản phá hủy thêm một phần lịch sử nào nữa.

Bạn có thể nghĩ rằng những bước tiến công nghệ vĩ đại nhất của chúng ta luôn được bảo vệ bởi các hệ thống không thể sai sót (foolproof). Bạn tin rằng những bộ óc sáng suốt nhất đã kiểm tra từng dấu thập phân một.

Nhưng con người vẫn là người viết mã và con người vẫn đưa ra những giả định. Nếu một sự nhầm lẫn giữa inch và centimet có thể biến một con tàu vũ trụ thành một ngôi sao băng, thì còn những lỗi lầm đơn giản nào khác đang âm thầm ẩn náu trong những cỗ máy mà chúng ta tin tưởng hằng ngày?