Sai lầm toán học đã "tiêu diệt" một con tàu vũ trụ

Điều mà hầu hết mọi người thường bỏ lỡ khi nhắc về thảm họa tàu Mars Climate Orbiter nổi tiếng là con tàu vũ trụ trị giá 125 triệu đô la này không hề bị phá hủy bởi lỗi cơ khí hay một tiểu hành tinh đi lạc nào cả. Đó là ngày 23 tháng 9 năm 1999. Hàng chục kỹ sư hàng đầu tại Phòng Thí nghiệm Sức đẩy Phản lực (JPL) của NASA đang dán mắt vào màn hình trong sự im lặng đến nghẹt thở. Con tàu thăm dò khổng lồ, hiện đại bậc nhất của họ vừa tiến vào phía sau hành tinh đỏ, hoàn toàn đúng tiến độ. Nhưng nó đã không bao giờ xuất hiện trở lại ở phía bên kia.

Con tàu vũ trụ đã bị bốc hơi hoàn toàn trong bầu khí quyển của Sao Hỏa. Thủ phạm là một điều đơn giản đến khó tin: Một đội ngũ kỹ sư đã sử dụng đơn vị đo lường Anh chuẩn (English units), trong khi một đội khác lại sử dụng hệ mét (metric system).

Thật lòng mà nói, tôi đã phải đọc đi đọc lại báo cáo sự cố chính thức của NASA tới ba lần mới có thể tin được. Làm thế nào mà những nhà khoa học tên lửa thông minh nhất hành tinh lại có thể mắc một sai lầm mà ngay cả một giáo viên toán cấp hai cũng sẽ phải khoanh mực đỏ cảnh báo?

Một kiệt tác kỹ thuật

Sứ mệnh này cực kỳ tham vọng. Mars Climate Orbiter được thiết kế để nghiên cứu khí hậu Sao Hỏa và đóng vai trò như một trạm tiếp sóng liên lạc quan trọng cho các tàu đổ bộ trong tương lai. Nó được trang bị những thiết bị vô cùng nhạy cảm.

Công ty Lockheed Martin Astronautics ở Colorado chịu trách nhiệm chế tạo con tàu vật lý. Trong khi đó, đội ngũ dẫn đường tại Phòng Thí nghiệm Sức đẩy Phản lực ở California đảm nhận việc điều khiển nó bay qua khoảng không vũ trụ bao la.

Bạn có thể nghĩ rằng với một dự án tiêu tốn hơn một trăm triệu đô la, việc giao tiếp cơ bản sẽ phải hoàn hảo. Nhưng một khoảng cách nhỏ, vô hình đã hình thành trong dữ liệu chia sẻ giữa hai đội ngũ tài năng này.

Sai lầm chuyển đổi chết người

Mỗi khi tàu vũ trụ kích hoạt các động cơ đẩy để điều chỉnh quỹ đạo, phần mềm của Lockheed Martin sẽ tính toán lực bằng đơn vị pound. Đây là đơn vị đo lường truyền thống của Anh. Họ đã gửi dữ liệu quan trọng này trực tiếp cho đội ngũ NASA.

Tuy nhiên, máy tính của NASA lại mặc định các con số đó ở đơn vị Newton. Newton là đơn vị chuẩn trong hệ mét được sử dụng trong hầu hết các hoạt động khoa học trên toàn thế giới.

Không ai nhận ra sự khác biệt này. Trong suốt chín tháng ròng rã, con tàu đã bay hàng triệu dặm, âm thầm chệch khỏi quỹ đạo ngày càng xa sau mỗi lần kích hoạt động cơ đẩy định kỳ.

Lần tiếp cận cuối cùng

Khi tàu Orbiter cuối cùng cũng đến được Sao Hỏa, đội ngũ dẫn đường nghĩ rằng họ đã căn chỉnh mọi thứ một cách hoàn hảo. Họ đặt mục tiêu đưa con tàu vào quỹ đạo ở độ cao an toàn 226 km phía trên bề mặt hành tinh đỏ đầy bụi.

Do sự sai lệch về đơn vị tính, các động cơ đẩy đã đẩy con tàu mạnh hơn nhiều so với những gì máy tính ghi nhận. Thực tế, tàu Orbiter đã va vào bầu khí quyển ở độ cao chỉ vỏn vẹn 57 km.

Ma sát xảy ra ngay lập tức và vô cùng khốc liệt. Bầu khí quyển mỏng manh của Sao Hỏa đã xé toạc các tấm pin mặt trời và thiết bị tinh vi, biến giấc mơ kéo dài chín năm thành một cơn mưa kim loại rực cháy trong chốc lát.

Sơ suất nhỏ, hậu quả khổng lồ

Kiểu sơ suất nhỏ dẫn đến sự phá hủy khổng lồ này không chỉ xảy ra trong du hành vũ trụ. Chúng ta đã thấy những thảm họa cấu trúc tương tự ngay tại Trái đất. Hãy nhìn vào The 54cm Mistake That Broke a Bridge, nơi một sai sót nhỏ trong đo lường đã khiến bê tông và thép hoàn toàn đổ sập.

Đôi khi, một biến số ẩn duy nhất có thể làm hỏng toàn bộ dự án từ bên trong. Bạn có thể thấy mô hình chính xác này trong khoa học sinh học, chẳng hạn như The Hidden Flaw Inside Clone 277, nơi một chi tiết bị bỏ qua đã phá hủy nhiều năm nghiên cứu tỉ mỉ.

Sự mất mát của tàu Orbiter đã buộc NASA phải đại tu hoàn toàn cách họ xử lý dữ liệu sứ mệnh. Nó đã trở thành một bài học cảnh tỉnh vĩnh viễn được giảng dạy tại các trường kỹ thuật trên toàn thế giới.

Bạn sẽ phải tự hỏi rằng có bao nhiêu dự án khổng lồ khác đang ở tình thế “ngàn cân treo sợi tóc”, chỉ chờ một sai lầm toán học đơn giản để sụp đổ. Nếu những bộ óc sáng giá nhất trong ngành hàng không vũ trụ có thể làm mất một con tàu vì lỗi chuyển đổi đơn vị, thì có những lỗi sai vô hình nào mà chúng ta đang mắc phải trong cuộc sống hàng ngày?