'Trạm vũ trụ' ở nơi tận cùng thế giới

Vào ngày 25/12/2021, khi Lễ Giáng sinh đang diễn ra tưng bừng ở nhiều nơi, thì trên con tàu RSV Nuyina, bầu không khí yên lặng đang bao trùm tất cả. Con tàu đang ở giữa Vịnh Storm, cực nam của Úc, chỉ cách bờ vài km. Cả phi hành đoàn đang cố gắng ngậm chặt miệng của mình.

Thường xuyên, hệ thống thông báo của con tàu sẽ phát ra tiếng bing bong và sau đó giọng nói của thuyền trưởng sẽ vang lên cảnh báo. Đừng xả bồn cầu. Đừng sập cửa. Giữ mọi cuộc trò chuyện ở mức tối thiểu. Bởi các nhà khoa học về âm thanh đã thả một thiết bị nghe xuống biển vào sáng sớm để kiểm tra mức độ yên tĩnh của con tàu khi nó ra khơi. Bất kỳ tiếng động nào - thậm chí là tiếng xì hơi, hay vài câu nói đùa - cũng sẽ làm xáo trộn thí nghiệm.

Ba ngày trước đó, con tàu phá băng mới trị giá 373 triệu USD của Sư đoàn Nam Cực này đã bắt đầu hành trình đưa 67 nhà thám hiểm và thủy thủ đoàn tham gia vào chuyến đi đầu tiên đến Nam Cực.

"Chuyến đi này là bước đầu tiên thực sự quan trọng trong việc thiết lập mọi thứ cho 30 năm tới", Lloyd Symons, trưởng đoàn hành trình cho biết.

Mặc dù Nam Cực nằm biệt lập ở cực nam của hành tinh, nhưng nó không được bảo vệ khỏi những tác động thảm khốc của biến đổi khí hậu do con người gây ra. Một số khu vực của lục địa này đang ấm lên nhanh hơn bất kỳ nơi nào khác, dẫn đến những thay đổi về điều kiện băng biển, mô hình thời tiết và quần thể động vật hoang dã. Và với các hiệu ứng không được bản địa hóa, những gì xảy ra ở Nam Cực không nhất thiết sẽ chỉ gây ra tác động ở Nam Cực. Sự nóng lên trong khu vực sẽ có những tác động toàn cầu, do mực nước biển dâng cao và quá trình lưu thông trong đại dương bị gián đoạn.

Nuyina là một con tàu được thiết kế hoàn hảo để theo dõi và tìm hiểu xem những thay đổi này sẽ ảnh hưởng đến phần còn lại của thế giới như thế nào. Nó được mô tả là "Disneyland dành cho các nhà khoa học", nhưng do được trang bị các ăng-ten và những cần cẩu khổng lồ cùng vô số các thiết bị khoa học chuyên dụng, nó mang lại cảm giác như sản phẩm đến từ NASA hơn là một công viên giải trí.

Về cơ bản, nó là sự kết hợp giữa một trạm vũ trụ quốc tế, một con tàu tên lửa và một tàu du lịch hạng sang. Và điểm đến của nó cũng biệt lập và xa cách với cuộc sống con người, giống như "người anh em xa" ISS đang lướt trên quỹ đạo thấp của Trái đất. Sống trên con tàu và tìm hiểu nhịp điệu của nó mang lại cảm giác gần như bạn có thể đến không gian mà không cần rời khỏi hành tinh.

Mất 39 ngày, con tàu mới di chuyển được tới hai tiền đồn ở Nam Cực của Úc và một sông băng khổng lồ lần lượt vào tháng 12/2021 và tháng 1/2022.

Trong suốt hành trình, con tàu sẽ cần phải đạt được một số cột mốc quan trọng, vận hành các công cụ khoa học lần đầu tiên khi nó đi trên vùng biển phía Nam của Trái đất. Nó cũng sẽ cần phải hoàn thành một loạt thử thách, bao gồm tiếp nhiên liệu cho tuyến đường huyết mạch từ Australia đến Nam Cực tại tiền đồn Casey, với 1 triệu lít hỗn hợp diesel đặc biệt. Không có hệ thống thiết bị nào của Nuyina từng được sử dụng ở Nam Cực trước đây, vì thế đây sẽ giống như một cuộc hành trình vào cõi vô định.

Nhưng trước khi con tàu rời cảng, nó đã gặp sự cố với hệ thống báo động, khiến việc khởi hành bị trì hoãn hai ngày. Khi tàu Nuyina gặp băng biển lần đầu tiên, một công cụ dùng để vẽ bản đồ đáy đại dương đã bị đứt ra khỏi mặt dưới của con tàu và lạc trôi vào Nam Đại Dương.

Tệ hơn nữa, khi con tàu đi vào Vòng Nam Cực và tiếp cận lục địa băng giá, mọi thứ xuất hiện như thể con tàu phá băng này được định sẵn sẽ phải né tránh các tảng băng một cách hoàn toàn.

Bạn có thể chưa bao giờ nghe nói về "drop keel" (sống thả của tàu), nhưng trong chuyến du hành đầu tiên của Nuyina, chi tiết kỹ thuật này suýt nữa đã đe dọa đánh chìm tham vọng của nhóm khoa học.

Nó có hình dạng giống một cánh máy bay và được bao phủ bởi các thiết bị và cảm biến nhạy cảm, thứ sẽ được thả nhô ra khỏi mặt dưới của con tàu. Nó được thiết kế để hạ xuống khi tàu chạy để tiến hành các cuộc khảo sát, cho phép các nhà nghiên cứu lập bản đồ đáy đại dương và nhìn cũng như nghe thấy động tĩnh của các sinh vật biển.

Trong tuần đầu tiên của chuyến hành trình, sau khi hạ "drop keel" bên mạn phải xuống chỉ 70 cm dưới thân tàu, các kỹ sư đã gặp phải một vấn đề: họ không rút nó lại được. Một chiếc ghim, được thiết kế để giữ nó tại chỗ, đã bị kẹt.

Nếu Nuyina phá băng, sẽ có nguy cơ những mảnh băng vụn bị nghiền nát sẽ trượt xuống dưới và đâm vào bộ phận này. Mối quan tâm chính ở đây là các dụng cụ khoa học nhạy cảm đang gắn liền với nó. Những mảnh băng lởm chởm có thể gây sát thương thực sự.

Bất kể phi hành đoàn đã cố gắng gì, việc sửa chữa nhanh chóng dường như vô ích. Tại một thời điểm, một nhà thám hiểm khi quay trở lại cabin đã để ý thấy một kỹ sư tàu thủy đang ngồi xếp bằng trên sàn, với vô số các sơ đồ được đặt lộn xộn xung quanh. Những người khác thì muốn tự mình khắc phục sự cố. Một người tình nguyện mang theo thiết bị lặn, nhảy xuống vùng nước đóng băng và bơi bên dưới Nuyina để tự nhổ chiếc đinh ghim ra.

Kế hoạch đó không bao giờ được thực hiện vì sự phi thực tế của nó.

Nhiệm vụ chính của con tàu trong chuyến đi đầu tiên là đến trạm Casey, ở rìa Đông Nam Cực, và chuyển lên đó khoảng 1 triệu lít nhiên liệu. Trước đó, nó sẽ cần tiếp tế cho trạm Davis - ở xa hơn về phía tây - bằng cách sử dụng trực thăng để vận chuyển các nguồn tiếp tế, chẳng hạn như thực phẩm, rượu và thư từ tàu vào bờ.

Trên hành trình tiếp cận Davis, khoảng 10 ngày sau cuộc hành trình, con tàu phải đối mặt với một đại dương dày đặc băng biển. Hàng ngàn tảng băng nổi nhô ra trên bề mặt đại dương với đầy những góc nhọn, xa đến mức mắt thường không thể nhìn thấy điểm công. Nếu va chạm với sống thả, nó sẽ dễ dàng bị hư hỏng. Thuyền trưởng và thủy thủ đoàn phải quyết định xem họ sẽ vượt qua và chấp nhận nguy cơ bị tổn thất, hay đi vòng qua ranh giới của đám băng.

Họ chọn cách thứ hai, đi sát mép của đám băng biển trước khi vượt qua những tảng băng nhỏ nhẹ để vào khu vực vịnh gần trạm Davis. Nhưng quyết định này đã đặt ra một câu hỏi khác: Liệu tàu phá băng mới của Australia có thực sự phá được băng trong chuyến đi đầu tiên đến Nam Cực hay không?

Câu hỏi đó đã kéo dài cho đến khi việc đổ nhiên liệu tại trạm Casey hoàn tất. Và trong khi chờ đợi, các nhà khoa học vẫn có nhiều việc để làm.

Cao tới 1,8 mét và tự tin không cần lớp tóc nào để bảo vệ da đầu, Rob King phải đối mặt với một thách thức dai dẳng trên con tàu Nuyina. Đó là đảm bảo cho đầu của ông không bị bất kỳ khung cửa đang mở nào đập phải.

Công việc chính của ông là quản lý một "thủy cung" thu nhỏ được xây dựng trên Nuyina, chứa đầy các loài giáp xác Nam Cực và các loài thú biển khác. Mỗi khi ông nghiêng đầu ngó vào thế giới của riêng mình, người ngoài sẽ có cảm giác như một con Titan khổng lồ đang khảo sát lãnh địa của nó.

King, một nhà sinh vật học nhuyễn thể thuộc Bộ phận Nam Cực của Úc, đã nghiên cứu về nguồn thực phẩm quan trọng nhất của Nam Cực này trong hơn ba thập kỷ. Trong thời gian đó, ông đã nghiên cứu phát triển các kỹ thuật để cải thiện sản lượng đánh bắt ở biển Nam Đại Dương và giúp thiết kế các bể cá đẳng cấp thế giới tại trụ sở của bộ phận ở Kingston, bang Tasmania, Úc. Và ông đang ở trên tàu Nuyina để cố gắng bắt về một kho nhuyễn thể tươi từ Nam Cực.

Krill (nhuyễn thể thuộc họ tôm) Nam Cực, những con giáp xác dài 5 cm với đôi mắt lồi màu đen và bộ xương ngoài trong suốt, là sinh vật chủ chốt của Nam Đại Dương. Chúng hỗ trợ hệ sinh thái Nam Cực bằng cách cung cấp thức ăn cho các động vật hoang dã như cá voi, hải cẩu và chim cánh cụt. Và chúng vô cùng phong phú, chiếm khoảng 1/40 tổng sinh khối động vật trên Trái đất - tương đương với sinh khối của con người.

Thông thường, krill sẽ được bắt bằng cách kéo lưới. Các nhà nghiên cứu hay thả một tấm lưới ra ở phía sau của con tàu, xung quanh một đàn nhuyễn thể. Việc đóng lưới sẽ bẫy các loài động vật giáp xác và kéo chúng lên bề mặt. Nhưng Nuyina có yêu cầu cao hơn, và ông đã yêu cầu tạo ra một thứ đầu tiên trên thế giới. Khi con tàu này đang được xây dựng, các kỹ sư đã thêm ba lỗ vào thân tàu để kết nối với một căn phòng được mệnh danh là "giếng ướt".

Đó là một căn phòng mà King đã mơ ước cách đây 15 năm, chuyên để bắt những con nhuyễn thể ở Nam Cực trong tình trạng nguyên sơ và mang chúng trở lại Tasmania.

Khi con tàu Nuyina đi về phía nam, nước sẽ chảy vào qua các lỗ thông với giếng ướt, điều mà King mô tả là "một căn phòng rất ẩm ướt". Khi nước di chuyển vào tàu, nó mang theo các sinh vật biển - nhuyễn thể, động vật chân đốt, thực vật phù du - như thể hút chúng khỏi đại dương.

"Đó là một cách thu thập các mẫu vật mà không cần kéo một tấm lưới lớn trong nước", King nói.

Trong chuyến đi đầu tiên của Nuyina, cái giếng ướt cuối cùng cũng được đưa vào thử nghiệm. Giấc mơ của King sẽ thành hiện thực - hoặc không.

Vào sáng sớm ngày 30/12/2021, King và chuyên gia thủy sinh Anton Rocconi của tàu Nuyina lần đầu tiên mở van giếng ướt trên biển, lấy các mẫu nước lạnh của Nam Đại Dương.

Nước đi qua các đường ống ở mạn phải của con tàu, qua một bàn nâng ở giữa giếng ướt và vào một bể chứa ở cuối giếng. Gần như ngay khi nó kêu ục ục, các sinh vật biển bắt đầu tràn vào.

Những con bướm biển, với đôi cánh vẫn vỗ duyên dáng, bắt đầu lấp đầy khoảng trống. Động vật không chân, những kẻ săn mồi phàm ăn như tôm, xuất hiện theo sau. Những con krill cũng lao vào, nhưng không phải loài ở Nam Cực mà cặp đôi này hy vọng bắt được. Trong lần thử đầu tiên đó, tàu Nuyina vẫn còn cách khu vực hoạt động của loài nhuyễn thể Nam Cực 1.500 km hoặc xa hơn. Phần thưởng đánh bắt của chuyến đi vẫn chưa được nhìn thấy, nhưng việc cái giếng hoạt động đã làm họ phấn chấn tinh thần.

Cặp đôi trở nên lạc quan hơn bởi vì những sinh vật đánh bắt được đều trong tình trạng nguyên sơ. Lưới kéo có thể gây thiệt hại cho sinh vật biển bằng cách nghiền nát các sinh vật khi chúng bị xé toạc khỏi đại dương, nhưng giếng ướt thì giống như một bàn tay, làm việc đó theo cách nhẹ nhàng hơn nhiều.

Rocconi và King bắt đầu thức dậy sớm, vào khoảng 3 giờ sáng, thời điểm mà những con nhuyễn thể lên gần mặt nước để kiếm ăn. Họ sẽ bật giếng ướt và thử lại.

Vào ngày 2/1, cặp đôi này cuối cùng đã chờ đợi được thứ mà họ mong muốn. Con nhuyễn thể Nam Cực đầu tiên lao qua đường ống và băng qua bàn lọc, trượt qua tay Rocconi. Thời điểm này là đỉnh cao sau nhiều thập kỷ làm việc của King, nhưng trong một sự xoay vần kỳ lạ của số phận, chính kỹ thuật viên dữ liệu lại là người tuyên bố đã vinh dự phát hiện ra loài nhuyễn thể Nam Cực đầu tiên của tàu Nuyina.

Trong những ngày đầu của chuyến đi, Rocconi cho biết anh hy vọng sẽ bắt được 500 con sinh vật để mang về Tasmania. Nhưng ngay sau lần đánh bắt đầu tiên, vào ngày 3/1, nhóm nghiên cứu đã bắt được 2.000 con. Tiếng kêu và tiếng hò hét nổ bùng bên trong căn phòng khi nước bắn khắp bàn lọc và cả dưới chân. Giếng ướt hoạt động tốt, và nó đã hoạt động tuyệt vời.

"Đó là những gì tôi từng mơ ước", King nói.

Trên boong của tàu Nuyina có một cái lỗ. Nó nằm trong góc của một căn phòng, và các dụng cụ thăm dò biển sâu treo bên trên có mùi như mùi cá phân hủy.

Nếu lỡ rơi xuống cái ống trục dài 13 mét đó, bạn sẽ bị ướt, lạnh - thậm chí có thể chết.

Cái hố này là "hồ bơi mặt trăng" (moon pool) của tàu Nuyina, cho phép các nhà khoa học tiếp cận biển Nam Đại Dương ngay giữa con tàu. May mắn thay, nó có hai cửa sập, ở trên cùng và dưới cùng, vì vậy mọi người không thể vô tình lỡ chân rồi rơi vào đó.

Đây là một thành phần quan trọng của tàu Nuyina vì nó cho phép các nhà khoa học tiếp cận đại dương ở bên dưới lớp băng. Thông thường, các tàu nghiên cứu triển khai các thiết bị hoặc máy bay không người lái dưới nước qua mạn hoặc phía sau tàu, hạ chúng từ từ xuống đáy đại dương bằng dây cáp dài hàng km. Nhưng khi con tàu đang ở giữa các lớp băng dày ở Nam Cực, điều đó là không thể. Thay vào đó, nếu bạn muốn xem những gì ẩn nấp bên dưới, bạn phải xuống tàu và khoét một cái lỗ trước khi có thể hạ các dụng cụ xuống biển.

Hồ bơi mặt trăng của Nuyina giải quyết vấn đề đó, cho phép các nhà khoa học tiếp cận với một thế giới mà trước đây họ không thể tiếp cận được. Đó là nơi sinh sống của các sinh vật biển và là nơi nước biển lạnh giá đọng lại trước khi lưu thông khắp hành tinh. Đó cũng là một nơi hầu như chưa được khám phá hết - nhưng nó có thể rất quan trọng để chúng ta có thể hiểu về biến đổi khí hậu.

Các nhà khoa học khí hậu lo lắng về việc hiện tượng ấm lên toàn cầu đang ảnh hưởng đến các vực sâu của Nam Cực. Các nghiên cứu gần đây cho thấy nước nằm dưới đáy Nam Đại Dương đang trở nên ấm hơn và ít mặn hơn, điều này có thể gây ra thảm họa cho các dòng hải lưu toàn cầu và cách chúng lưu thông, hệ quả sẽ gây ra các hệ thống thời tiết vào hỗn loạn. Nhưng những tác động của sự thay đổi chỉ có thể được đánh giá bằng cách theo dõi liên tục. Với "bể bơi mặt trăng", Nuyina có thể cung cấp khả năng truy cập liên tục, lấy mẫu dưới lớp băng và hiểu mọi thứ đang thay đổi như thế nào.

Trong chuyến đi đầu tiên của mình, Nuyina đã gửi các thiết bị xuống "hồ bơi" trong khi thả neo ở Nam Đại Dương, lấy mẫu nước và thực hiện các phép đo nhiệt độ và độ dẫn điện. Xem các thiết bị hạ xuống lỗ trục này, bạn sẽ có cảm giác như đang nhìn thấy những con tàu vũ trụ từ từ được phóng ra khỏi ISS, bắt đầu hành trình vào một khoảng không đen tối âm u. Và các thí nghiệm trong tương lai sẽ đưa hình ảnh này trở thành hiện thực hơn nữa khi các nhà thám hiểm và nhà khoa học gửi xuống các phương tiện lặn tự động dưới nước và các thiết bị không người lái.

Vào tháng 3, các nhà khoa học trên một tàu phá băng của Nam Phi ở biển Weddell của Nam Cực đã cho thấy UAV dưới nước hữu ích như thế nào trong việc khảo sát thế giới bên dưới lớp băng. Họ đã phát hiện ra xác tàu của nhà thám hiểm Nam Cực Ernest Shackleton. Xác của con tàu 106 tuổi tràn đầy sức sống. Những con bọ biển đầy ma quái, những chú sao biển khẳng khiu và thậm chí là một con cua trắng nhợt nhạt đã sinh sống trên con tàu bị chìm.

Thiết bị lặn không người lái sẽ là chìa khóa để hiểu các hệ sinh thái tồn tại bên dưới lớp băng ở Đông Nam Cực và sẽ giúp tiết lộ thêm về những thế giới chưa được biết đến này. NASA cũng đã thử nghiệm máy bay không người lái tự hành để khám phá các hành tinh trong hệ mặt trời. Và những thử nghiệm như thế này sẽ mở đường cho việc triển khai các thiết bị bay không người lái tới các vệ tinh có đại dương của Sao Mộc và Sao Thổ.

Johnathan Kool là giám đốc trung tâm dữ liệu tại Bộ phận Nam Cực của Úc.

Trong phần lớn sự nghiệp của mình, ông đã làm việc với những bộ dữ liệu khổng lồ, khó sử dụng, chạy các mô hình và mô phỏng máy tính phức tạp lên đến hàng trăm, nếu không muốn nói là hàng nghìn biến số. "Tôi nghĩ rằng mình đã từng là 'big data' trước khi mọi thứ trở thành 'big data'", ông thường nhận xét về mình như vậy.

Nhiệm vụ chính của ông trong chuyến đi này là đảm bảo rằng các thiết bị khoa học của con tàu hoạt động hài hòa với hệ thống dữ liệu của nó, cung cấp thông tin thời gian thực cho bất kỳ ai làm việc trên con tàu. Ông nói rằng nếu mình làm tốt công việc, tức là sẽ không có ai thực sự chú ý đến mình.

"Tôi luôn bị thu hút bởi những thứ cần sự phối hợp", ông nói. "Tôi thích cố gắng chiến thắng hệ thống."

Và trong chuyến đi đầu tiên của Nuyina, hệ thống của con tàu này là một số ít trong đó. Con tàu ghi lại thông tin từ 70 thiết bị, bao gồm cảm biến đo các hạt trong nước; sonar tìm kiếm luồng cá và nhuyễn thể; dụng cụ khí tượng đo bức xạ tia cực tím, độ ẩm và nhiệt độ không khí; webcam; các camera quan sát; đầu thu sóng trong nước (hydrophone); máy đo tiếng vang và CTD (thiết bị đo độ dẫn điện, nhiệt độ và độ sâu). Kool phải đảm bảo dòng chảy vô tận của những số 1 và 0 được lọc một cách chính xác và theo cách mà các nhà khoa học trên con tàu có thể hiểu được.

Trong một thế giới lý tưởng, những nhà khoa học đó thậm chí không cần phải ở trên Nuyina, theo Kool. Thay vào đó, họ có thể truy cập dữ liệu do con tàu thu thập, trong thời gian thực, từ mọi nơi trên thế giới. Một nhà sinh vật học ở Bồ Đào Nha có thể theo dõi cá voi xanh khi chúng ăn nhuyễn thể, hay một nhà khí tượng học có thể theo dõi những thay đổi của áp suất không khí để giúp dự đoán điều kiện thời tiết.

Nhưng trong cuộc hành trình đầu tiên này, đó là điều không thể. Kết nối internet vệ tinh không ổn định của Nuyina là một trong những lỗi lớn nhất đối với những người thám hiểm. Nó có tốc độ tải xuống tối đa là 4Mbps, tốc độ internet trung bình của những năm 2008, và tốc độ tải lên chỉ là 1Mbps. Việc tải xuống một tệp PDF trên tàu sẽ mất cả buổi sáng. Gọi điện về nhà qua ứng dụng WhatsApp cũng là một điều bất khả thi. Đôi khi, hoàn toàn không có kết nối internet.

Kết nối internet được cải thiện sẽ là chìa khóa để mở ra việc nghiên cứu khoa học ở Nam Cực. Big Data là thứ có giá trị nhất đối với các nhà nghiên cứu, và trong thế giới hiện đại, internet là xương sống của các hệ thống đó. Kool thậm chí còn đề cập đến Starlink, mạng băng thông rộng vệ tinh của SpaceX, như một ví dụ điển hình về những cách rẻ tiền nhưng có khả năng cải thiện kết nối trong tương lai.

Nhưng Kool không chỉ tập trung vào dữ liệu. Một công việc khác của ông là giám sát chương trình lập bản đồ đáy biển. Nuyina là một nhân tố mới vô cùng có giá trị trong dự án có quy mô toàn thế giới nhằm lập bản đồ toàn bộ đáy đại dương vào năm 2030, bằng cách sử dụng các thiết bị âm thanh để chiếu sáng thế giới bên dưới mặt biển.

Trong chuyến đi đầu tiên của mình, Nuyina đã giới thiệu bộ công cụ của nó trong việc khám phá những bí mật của đáy Nam Đại Dương.

Mở Google Maps và thu nhỏ cho đến khi bạn có thể thấy Trái đất như một quả cầu, lơ lửng trong không gian. Tập trung nhìn vào đại dương, và bạn sẽ thấy rõ bóng của những rặng núi và thung lũng, những vết sẹo trên mặt hành tinh đang đan chéo nhau dưới đáy đại dương.

Nghiên cứu về những đường cong, đỉnh và thung lũng trên đáy biển này được gọi là Bathymetry (hay phép đo sâu), và có bằng chứng cho thấy con người đã thực hiện những nghiên cứu này từ 3.000 năm trước, ở Ai Cập cổ đại. Phần lớn những gì bạn thấy trên Google Maps được xác định bởi vệ tinh. Nhưng đây không phải là những quan sát thực tế. Chúng là những ước tính sơ bộ về cách hành tinh trông như thế nào bên dưới những con sóng, thu được bằng cách nghiên cứu dữ liệu từ các vệ tinh đó.

Các đường nét thực sự của đáy đại dương phần lớn vẫn là một bí ẩn.

"Chúng ta biết về bề mặt của sao Hỏa nhiều hơn so với đáy biên trên hành tinh của chúng ta", Kool nói. "Chúng ta đã có khoảng 80% đến 90% bề mặt sao Hỏa được lập bản đồ, trong khi các đại dương chỉ ở khoảng 20%."

Bathymetry là cách cơ bản nhất để hiểu các quá trình địa chất ảnh hưởng đến hành tinh của chúng ta và lịch sử của Nam Cực. Cách đây hàng chục nghìn năm, khi mực nước biển thấp hơn, các sông băng kéo dài ra khỏi lục địa, để lại những khoảng trống sâu trong Trái đất mà hiện nay bị bao phủ bởi nước.

"Có một câu chuyện vẫn được lưu giữ dưới đáy biển", Matt King, giáo sư trắc địa địa cực tại Đại học Tasmania và là giám đốc Trung tâm Khoa học Nam Cực của Úc cho biết. "Và mắt người chưa từng được trông thấy."

Floyd Howard, một chuyên gia âm học trên con tàu, giải thích rằng con tàu có chứa các thiết bị âm thanh được gọi là máy đo sâu hồi âm, phát ra âm thanh và lắng nghe tiếng vọng dội lại từ đáy biển. "Đây là những gì một con dơi làm vào ban đêm, hoặc một con cá heo làm ở dưới đấy biển," ông cho biết.

Trong chuyến đi đầu tiên, Howard cùng các chuyên gia âm thanh Jill Brouwer và Alison Herbert đã sử dụng thiết bị đo sâu hồi âm của con tàu để lập bản đồ một hẻm núi sâu 2,2 km kéo dài bên dưới sông băng Vanderford ở Đông Nam Cực. Vào năm 2018, các nhà khoa học NASA tiết lộ rằng Vanderford và các sông băng lân cận đã mất gần 30 cm băng mỗi năm kể từ năm 2009. Họ lý giải sự thay đổi này có thể là do các dòng hải lưu ấm hơn từ phía bắc uốn lượn theo đường đến Nam Cực, len lỏi vào các sông băng và làm tan chảy chúng từ bên dưới.

Máy đo sâu hồi âm của tàu Nuyina cũng có thể "nhìn thấy" bên dưới sông băng hơn 3,2 km, cho thấy khả năng đặc biệt của nó trong việc khám phá các phần của Nam Cực chưa từng được thấy trước đây. Các video mà công cụ này tạo ra mang lại cảm giác như một thế giới khác, với các rãnh bảy sắc cầu vồng cho thấy độ nông sâu của đáy biến.

Bằng cách cung cấp một bản đồ chi tiết như vậy về những gì nằm bên dưới, Nuyina có thể trở thành một phần quan trọng trong việc dự đoán tương lai của sông băng Vanderford Glacier.

Felicity McCormack, nhà băng học tại Đại học Monash ở Melbourne, người đang nghiên cứu Vanderford, cho biết: "Đó là một sông băng đang tàn lụi và nhạy cảm với khí hậu ấm lên, nhưng vấn đề là chúng tôi không có nhiều quan sát về khu vực này."

Cô cho biết dữ liệu do Nuyina thu thập sẽ cực kỳ quan trọng để xem xét việc sông băng này có thể thay đổi như thế nào trong tương lai.

Và Vanderford là điểm dừng chân áp chót trong chuyến hành trình của Nuyina trước khi trở về nhà. Nhưng chuyến đi của con tàu phá băng này vẫn thiếu một cột mốc quan trọng: Phá vỡ những tảng băng.

Petersen Bank là một nghĩa địa của các tảng băng trôi.

Vùng nước nông của nó bẫy các tảng băng khổng lồ cho đến khi chúng tan chảy hoặc co lại, tự giải thoát và trôi ra biển. Nhưng tàu Nuyina lại đang phải đứng yên trước một dải "băng trôi" dường như vô tận. Từ "tổ quạ" - điểm quan sát cao nhất trên boong - bạn có thể nhìn thấy một vài tảng băng trôi, to như những dãy núi và một mảng trắng kéo dài đến tận chân trời.

Với việc tiếp tế tại trạm và tiếp nhiên liệu đã hoàn tất - và mặc dù chiếc sống thả vẫn còn lộ ra bên dưới con tàu - một quyết định trọng đại đã được đưa ra. Tàu Nuyina sẽ phá vỡ băng ở Nam Cực lần đầu tiên.

Sau khi cho tàu chạy không tải ở mép băng, thuyền trưởng ra lệnh cho tàu chạy thẳng về phía trước. Động cơ của con tàu tạo sức mạnh cho lực đẩy của nó tiến về phía trước, đè lên những viên đá đầu tiên ở rìa của lớp băn, khiến những con chim cánh cụt Adélie gần đó chạy toán loạn và lặn xuống nước. Ở phía xa hơn là chim cánh cụt hoàng đế, loài cánh cụt lớn nhất, nhưng chúng tỏ ra không hề nao núng hay run sợ.

Sự nứt vỡ của băng hầu như không ảnh hưởng đến tiếng gió rít thổi vào con tàu, nhưng nếu đến đủ gần, bạn có thể nghe thấy tiếng nổ ầm ầm của Nuyina khi nó tiến về phía trước. Bạn cũng có thể nghe thấy tiếng băng đang nhường đường, tạo ra những tiếng nứt chói tai khi nó trượt xuống phía dưới mũi tàu. Sau đó, nếu bạn đi về phía sau con tàu, bạn có thể thấy dấu vết của sự hủy diệt, theo đúng nghĩa đen.

Việc phá xuyên qua khối băng đông lạnh đã khiến một tảng băng, lớn hơn cả sân bóng đá, bắt đầu tách và trôi ra biển. Một đường răng cưa chạy ngược về phía sau, đến nơi mà Nuyina đã đi vào băng. Những tảng băng sau đó đã tích tụ trong lối đi mới mở, nối liền khoảng trống. Một chú chim cánh cụt Adélie, bị hải cẩu đuổi theo, phóng lên khỏi mặt nước và leo lên cây cầu băng.

Những nhà thám hiểm đứng chen nhau đầy các boong trên của con tàu để chụp những bức ảnh lưu niệm bằng ống kính tele và smartphone. Đây thực sự là thời điểm trọng đại đối với Nuyina - bởi phá vỡ băng ở Nam Cực mới là nhiệm vụ chính của con tàu. Có thời điểm, con tàu nằm yên trong băng trong nhiều giờ. Nó được bao quanh bởi màu trắng tinh khiết nhất mà mắt thường có thể nhìn thấy.

Cuối cùng, thuyền trưởng ra lệnh cho Nuyina trở về. Lũ động vật hoang dã lại tiếp tục chạy trốn, những người thám hiểm quay trở lại cabin và phòng làm việc, và con tàu lên đường đến điểm đến cuối cùng của hành trình, về nhà.

Chỉ trong bốn tuần, được thiên nhiên ưu đãi bởi thời tiết và đại dương, tàu phá băng Nuyina đã hoàn thành một số trọng trách lịch sử đầu tiên. Nó đã cung cấp cho trạm Casey 1 triệu lít nhiên liệu và cung cấp bằng trực thăng vật tư cho trạm Davis. Các công cụ khoa học của nó đã được đưa vào hoạt động, lập bản đồ các đặc điểm của đáy đại dương, bắt các loài nhuyễn thể trong tình trạng hoàn hảo và vận hành tốt "hồ bơi mặt trăng". Cuối cùng, nó cũng đã phá băng.

Con tàu về đến thành phố Hobart vào ngày 30/1/2022, khi mặt trời ló dạng.

17 ngày sau, được tiếp nhiên liệu và bổ sung vật tư, tàu Nuyina lại một lần nữa lên đường đến Nam Cực.