Giải mã vai trò tối thượng của các hộp đen trên máy bay

Black Box

Phải mất tới gần một tháng giới chức mới tìm được xác chiếc phi cơ 804 của hãng hàng không Ai Cập, EgyptAir, bị tai nạn ở Địa Trung Hải hồi tháng Năm 2015.

Mất thêm vài hôm nữa họ mới vớt được thiết bị ghi dữ liệu chuyến bay và thiết bị thu âm buồng lái từ đáy biển sâu, 3.000m dưới mặt nước.

Những thiết bị này - thường được gọi là hộp đen - có chứa đựng những bằng chứng vô cùng quan trọng giúp các điều tra viên tìm hiểu nguyên nhân dẫn đến vụ tai nạn.

Trong thời đại Nasa có thể điều khiển và theo dõi một robot tự hành trên Sao Hỏa, cách xa Trái Đất hàng chục triệu km, và điện thoại thông minh có thể nhận được những cập nhật trực tiếp về tình hình giao thông, thì tại sao chúng ta lại không thể xác định được trực tiếp về mặt thời gian vị trí của những chiếc phi cơ dân dụng, hay truyền các dữ liệu mà những hộp đen ghi được cho mặt đất?

Việc gia đình các hành khách phải chờ hàng tháng mới biết được điều gì đã xảy ra đối với người thân của mình - thậm chí đến hơn hai năm, như trong trường hợp chiếc MH370 của hãng hàng không Malaysia Airlines, vốn vẫn chưa được tìm thấy sau vụ tai nạn hồi tháng BA 2014 - là điều chúng ta cảm thấy khó mà hiểu nổi.

Các cơ quan quản lý hàng không, các cơ quan chính phủ, và các hãng hàng không đang cân nhắc việc liệu có cần áp dụng những thay đổi hay không, và nếu có thì nên thay đổi thế nào.

Tuy nhiên, vào lúc này, tuy dùng công nghệ cổ nhưng hộp đen vẫn là một công cụ hiệu quả và cần thiết.

Hộp đen là gì?

Các thiết bị ghi dữ liệu chuyến bay có kích cỡ bằng một chiếc hộp đựng giày, nặng khoảng 10 cân Anh (khoảng 4,5kg), và có giá khoảng gần 15 ngàn bảng Anh một chiếc.

Chúng thường được đặt ở phần đuôi máy bay để giúp giảm bớt tác động bên ngoài trong trường hợp tai nạn, và được gắn một máy phát tín hiệu định vị hoạt động được dưới nước, là thiết bị sẽ phát ra tiếng 'ping' trong 90 ngày ở độ sâu tới 6.000m dưới mặt nước biển.

Cơ quan Quản lý Hàng không Liên bang Hoa Kỳ (FAA) đòi một chiếc phi cơ phải mang theo hai thiết bị, cả hai đều được gọi là hộp đen, nhằm giúp cho các nhà điều tra có đủ thông tin để tìm hiểu lý do dẫn đến tai nạn máy bay.

Hộp thứ nhất là thiết bị ghi dữ liệu chuyến bay, theo dõi và ghi lại 88 thông số khác nhau (như hướng bay, độ cao, tốc độ di chuyển của máy bay) trong 25 giờ bay cuối cùng.

FAA cũng yêu cầu phải có một thiết bị ghi âm những gì xảy ra trong buồng lái, ghi lại những âm thanh trao đổi giữa các thành viên phi hành đoàn trong hai tiếng cuối cùng, cùng các âm thanh, tiếng động xung quanh, chẳng hạn như tiếng còi báo động khi chiếc phi cơ bay quá thấp.

"Thiết bị ghi dữ liệu chuyến bay sẽ cho biết vụ tai nạn đã xảy ra như thế nào," Greg Marshall, phó chủ tịch các chương trình toàn cầu của Quỹ An toàn Bay (Flight Safety Foundation), một tổ chức phi lợi nhuận đặt tại Mỹ chuyên cung cấp các hướng dẫn an toàn hàng cho ngành hàng không và không gian. Thế còn "thiết bị ghi âm buồng lái cho biết tại sao."

Những thiết bị này cũng gây hiểu lầm về mặt màu sắc: Chúng thực ra không phải là màu đen mà là màu cam sáng.

Thuật ngữ "hộp đen" có thể được dùng dựa trên thực tế đôi khi các thiết bị này bị cháy đen. Mà cũng có thể nó bắt nguồn từ hồi thập niên 1930, thời việc chụp hình phim sơ khai còn dựa vào hộp đen bên trong.

Cũng có thể thuật ngữ này không liên quan gì tới màu sắc của những chiếc hộp, mà nhằm chỉ tới những dữ liệu, thông tin chúng lưu lại được.

Chất liệu gần như không thể bị phá hủy

Mỗi thiết bị ghi dữ liệu chuyến bay được làm bằng những phần cứng ghi chép thông tin rất bền, được đặt trong khung bọc thép chắc chắn.

Các thiết bị cảm ứng gắn trên dọc thân máy bay ghi nhận và truyền dữ liệu tới một thiết bị trung gian được gọi là bộ phận tiếp nhận dữ liệu chuyến bay.

Bộ phận này sau đó chuyển tiếp thông tin đến thiết bị ghi dữ liệu chuyến bay. Một khi được tiếp nhận, thông tin sẽ được lưu trữ trong các bảng chip memory có khả năng chứa hàng terabytes dữ liệu.

Thiết bị ghi âm thanh buồng lái hoạt động theo cơ chế tương tự. Các microphone trong buồng lái - gồm micro ở bộ tai nghe của các phi công, và một micro chuyên ghi lại các âm thanh tiếng động xung quanh - sẽ ghi lại mọi tiếng đồng rồi chuyển dữ liệu tới thiết bị ghi âm thanh buồng lái.

Các dữ liệu cũng được lưu trữ trong các bảng chip memory tương tự. Những gì được lưu trữ trong các chip điện tử đó chính là những thông tin quý giá nhất cho ta biết về số phận của chiếc phi cơ gặp nạn.

Các hộp đen được thiết kế nhằm bảo đảm an toàn cho phần não bộ của nó - tức các bo mạch lưu giữ dữ liệu - cho nên chúng được làm với vỏ nhôm, tiếp đến là một lớp cách nhiệt dày 2,5cm chịu được nhiệt độ cao, và ngoài cùng là lớp vỏ titanium hoặc inox.

Toàn bộ khối thiết bị này được đưa qua các thử nghiệm khắc nghiệt nhằm đảm bảo khả năng nguyên vẹn không hư hỏng bộ nhớ khi gặp tai nạn.

Bởi cần phải chịu được những tác động cực lớn, dữ dội trong các vụ tai nạn máy bay, cho nên các thiết bị này được thiết kế để vượt qua được lực va đập 3.400Gs (tức mạnh hơn 3.400 lần so với lực hút Trái Đất), đồng thời chịu được nhiệt độ cháy nóng lên tới 1.100 độ C trong một tiếng đồng hồ.

Chúng cũng được thiết kế để chịu được việc ngâm trong nước biển 30 ngày, hay ngập trong dầu nhiên liệu máy bay, và chịu được áp lực 5.000 cân Anh trên một inch vuông trong thời gian năm phút.

Và cuối cùng, các nhà sản xuất treo lên một trụ thép khối trọng lượng 500 cân Anh, lơ lửng phía trên hộp đen 10 bộ rồi thả rơi khối này xuống để kiểm tra độ bền của vỏ hộp.

Phần còn lại của hộp đen - gồm nguồn điện và các bảng mạch - không được bảo vệ kỹ càng đến thế và có thể bị hư hại, phá hủy khi có tai nạn.

Với mức độ bảo vệ này, các hộp đen khi được tìm thấy thường sẽ có giữ nguyên vẹn nội dung nó đã lưu giữ, và điều đó khiến cho công nghệ này vẫn được áp dụng trong suốt thời gian dài.

Nhu cầu khẩn cấp cần chế tạo hộp đen

Gần 60 năm trước, nhu cầu thu thập thông tin dữ liệu từ các chuyến bay bắt đầu phát sinh, khi việc đi lại bằng đường hàng không trở nên phổ biến hơn.

Các thiết bị ghi dữ liệu chuyến bay đã thay đổi chút ít kể từ khi Hoa Kỳ lần đầu tiên yêu cầu phải đặt các thiết bị này trên các phi cơ chở khách cỡ lớn, hồi 1958, sau một loạt các vụ tai nạn liên quan tới de Havilland Comet, chiếc máy bay dân dụng đầu tiên.

Qua thời gian, thân máy bay không ứng phó được với những thay đổi về áp suất không khí trong chu trình bay, và máy bay vỡ tung trên không trung, giết chết toàn bộ những người có mặt trên khoang.

Giới chức Anh đã xác định được nguyên nhân các vụ tai nạn nhờ việc tiến hành các xét nghiệm đối với vỏ máy bay. Tuy nhiên, những vụ tai nạn nổi tiếng khiến người ta thấy cần phải có thêm thông tin nữa mới có thể điều tra đầy đủ được.

Các thiết bị ghi dữ liệu chuyến bay thời kỳ đầu chỉ ghi nhận được năm thông số - gồm hướng bay, độ cao, tốc độ bay, thời gian, và mức tăng tốc về độ cao - bằng cách đánh dấu trên giấy bạc.

Đến thập niên 1960, chính phủ Mỹ yêu cầu phải có thêm thiết bị ghi âm buồng lái, và trong kỷ nguyên đó, cả hai thiết bị đều ghi thông tin vào băng từ.

Đến thời thập niên 1980, các thiết bị điện tử hàng không bắt đầu chiếm lĩnh thị trường, khiến việc ghi nhận được nhiều thông số hơn đã trở thành khả thi hơn trước nhiều. Tuy nhiên, vấn đề là làm sao để cất trữ được nhiều dữ liệu.

Việc xuất hiện các thiết bị ghi nhận thông tin đặc, bền chắc hơn - là các thiết bị lưu trữ thông tin lên các chip memory xếp gọn gàng với nhau - khiến ngành công nghiệp hàng không có thể lưu trữ được nhiều thông tin hơn trước. Chúng cũng khó bị hư hại hơn, bởi khác với các thiết bị từng được dùng trước đó, chúng là khối đặc thay vì có các bộ phận lẻ loi, có thể di chuyển được.

Chừng hơn 30 năm sau đó, công nghệ đã tiến hóa với tốc độ chóng mặt, nhưng chúng ta vẫn đang trong thời kỳ sử dụng thiết bị ghi dữ liệu có cấu trúc khối đặc (solid state recorder), và chúng ta vẫn phải đi tìm kiếm, thu lại chúng từ các địa điểm xảy ra tai nạn.

'Thực hiện tốt nhiệm vụ'

Rất hiếm khi các hộp đen bị mất hẳn hoặc bị phá hủy. Ngoài vụ MH370 của Malaysia Airlines hiện vẫn đang mất tích, mới chỉ có vụ các hộp đen của hai chiếc phi cơ lao vào Trung tâm Thương Mại Thế giới ở New York hôm 11/9/2001 đến nay vẫn chưa được tìm thấy.

"Rõ ràng, đó là chuyện bất thường đối với các cuộc điều tra của chúng tôi," Sarah McComb, người đứng đầu bộ phận ghi dữ liệu trên các phương tiện của Ban An toàn Giao thông chịu trách nhiệm điều tra các vụ tai nạn hàng không, nói.

"Và cũng hiếm trường hợp các hộp đen được tìm thấy nhưng lại không lấy ra được các dữ liệu trong đó, trừ phi đó là thiết bị ghi dữ liệu kiểu cổ."

Đôi khi, thông tin được lưu trong các hộp đen giúp ta nhanh chóng biết được điều gì đã xảy ra.

Khi chuyến bay 9525 của hãng Germanwing lao xuống dãy núi Alps ở Pháp hồi tháng Ba 2015, thiết bị ghi dữ liệu chuyến bay cho thấy người điều khiển đã cố tình hạ độ cao đồng thời tăng tốc trước khi xảy ra tai nạn. Thế còn thiết bị ghi âm buồng lái ghi lại được nội dung viên phi công đập cửa buồng lái và nói, "Vì Chúa, hãy mở cửa ra!" và tiếng hành khách la hoảng phía sau.

Các nhà điều tra đã có đủ thông tin cần thiết để kết luận rằng cơ phó Andreas Lubitz đã khóa cửa không cho cơ trưởng vào trong và cố ý cho máy bay lao xuống.

Các hộp đen trong trường hợp này là loại vẫn sử dụng công nghệ thời 1990.

Và dẫu cho giống như điện thoại thông minh, các thiết bị ghi vào bộ nhớ solid state memory đã được tiến hóa để có thể lưu trữ được nhiều thông tin hơn nữa, nhưng vẫn có những lựa chọn khác để người ta cân nhắc.

Một số phi cơ quân sự dùng các thiết bị ghi nhớ gắn với những vỏ bọc kiểu phao, nhằm giúp hộp đen được đẩy thoát ra khỏi máy bay vào thời điểm xảy ra chuyện. Ngay cả khi xác máy bay rớt xuống đáy biển thì hộp đen sẽ không bị chìm xuống theo.

Một số hãng hàng không đã bắt đầu truyền một số dữ liệu về bảo dưỡng và về địa điểm phi cơ về cho mặt đất, nhưng những người quan tâm tới vấn đề an toàn hàng không đòi hỏi cần phải làm nhiều hơn thế.

Và có lẽ gây tranh cãi nhiều nhất là chuyện một số nhóm còn đang đòi phải lắp đặt thêm video theo dõi trong buồng lái.

Tại sao ta không chuyển sang loại công nghệ nào đó hiện đại hơn?

Những thay đổi to lớn trong vấn đề này thì rất phức tạp, tốn kém, và mất thời gian. Và một khi có một thay đổi nào đó được đưa ra thì các hãng hàng không sẽ phải nâng cấp lắp đặt lại, hoặc phải thay thế đội bay của mình.

Và tuy việc truyền một số dữ liệu về mặt đất đã bắt đầu được thực hiện với một số máy bay, khối lượng dữ liệu mà các hộp đen thu thập được là vô cùng lớn, khiến cho việc gửi về và lưu trữ chúng trở nên rất tốn kém.

Bên cạnh đó còn là các quan ngại về an ninh. Các nghiệp đoàn phi công lâu nay đã đấu tranh phản đối việc gắn thêm video camera theo dõi trên các chuyến bay vì lý do xâm phạm quyền riêng tư.

Về phần mình, FAA nói họ không có kế hoạch yêu cầu bất kỳ thay đổi nào đối với các hộp đen.

Về công nghệ theo dõi phát hiện hành trình, cơ quan này "tiếp tục làm việc với ngành hàng không và các đối tác quốc tế của chúng tôi trong việc đưa ra chính sách và hướng dẫn về các công nghệ tiên tiến có thể hữu ích trong các cuộc điều tra tai nạn máy bay."

Nhưng ngay cả khi diễn ra một cách chậm chạp thì các thay đổi vẫn đang diễn ra.

Tổ chức Hàng không Dân dụng Quốc tế (ICAO) đặt trụ sở tại Canada, một bộ phận của Liên hiệp quốc, đã ra các yêu cầu sửa đổi vào hồi tháng Ba, theo đó yêu cầu thông tin từ thiết bị ghi dữ liệu chuyến bay cần phải được lấy ra một cách nhanh chóng, dễ dàng ngay sau khi xảy ra tai nạn.

Cuối năm ngoái, ICAO đã thông qua các sửa đổi bổ sung theo đó đòi các hãng hàng không chậm nhất là 2018 phải có khả năng phát hiện, lần theo dấu vết các phi cơ của mình mỗi 15 phút trong điều kiện hoạt động bình thường, và đến 2021 phải đạt mỗi phút một lần trong những trường hợp có vấn đề.

Tuy ICAO không phải là cơ quan có chức năng quản lý, nhưng các chính phủ thành viên sẽ phát triển các quy định thích hợp nhằm tuân thủ các tiêu chuẩn và các khuyến nghị mà ICAO đưa ra.

Một số hãng hàng không và các nhà sản xuất máy bay cũng đã bắt đầu khởi động chương trình riêng của mình.

Hồi đầu năm 2016, Qatar Airlines nói hãng có kế hoạch triển khai một hệ thống truyền dữ liệu xuống mặt đất, và có các công ty công nghệ đang chào mời dịch vụ lắp đặt hậu kỳ lên các máy bay đã hoạt động của hãng.

Trong năm 2015, hãng sản xuất máy bay của Pháp, Airbus, nói hãng đã có các cuộc đàm phán với Cơ quan An toàn Hàng không u châu (EASA) nhằm thúc đẩy việc chuẩn thuận việc sử dụng các thiết bị ghi dữ liệu có thể được đẩy bung ra khỏi máy bay khi cần thiết.

Thế nhưng, điều mấu chốt là hộp đen sẽ vẫn được sử dụng trong một thời gian nữa.

Chừng nào chúng vẫn đủ bền để chịu được các tác động khủng khiếp của vụ tai nạn, vẫn là thứ có thể tìm thấy ở những nơi biển sâu nhất hay ở những vùng núi rừng hiểm trở nhất, chừng nào chúng vẫn có khả năng lưu giữ những thông tin cần thiết nhất, quan trọng nhất đối với các điều tra viên, thì những cái hộp nhỏ chứa đầy thông tin này sẽ vẫn còn hiện diện trên các máy bay.

Bài tiếng Anh đã đăng trên BBC Autos.

Tin liên quan