Hạ thủy tàu ngầm USS Nautilus ở Groton ngày 21-1-1954 - Ảnh: history.navy.mil

Thông điệp này đã trở nên nổi tiếng thế giới bởi USS Nautilus là tàu ngầm đầu tiên chạy bằng năng lượng hạt nhân trên thế giới. Người được xem như cha đẻ của tàu ngầm này là đô đốc Hyman G. Rickover (năm 1900 - 1986), người đã có tầm nhìn xa nỗ lực thúc đẩy dự án bất chấp các quan chức phản đối và đã đưa ra các quyết định đúng đắn về kỹ thuật.

Không có nguyên mẫu nào để tham khảo

Câu chuyện tàu ngầm USS Nautilus bắt đầu từ năm 1946. Lúc bấy giờ một tổ học viên hải quân do thuyền trưởng Hyman Rickover phụ trách đã được cử đến Oak Ridge để nghiên cứu về sản xuất năng lượng hữu ích từ hạt nhân trong thời gian một năm. 

Các học viên có sáng kiến ứng dụng năng lượng hạt nhân trên tàu ngầm. Lúc bấy giờ, nhiều quan chức đã đánh giá thực hiện đề tài này chẳng khác nào du hành lên mặt trăng.

Khi trở về Washington năm 1947, Rickover đã lập một cơ quan nghiên cứu chung của Ủy ban Năng lượng nguyên tử và bộ phận lò phản ứng hải quân. Sau ba năm nghiên cứu, dự án tàu ngầm Nautilus chạy bằng năng lượng hạt nhân ra đời. 

Tháng 7-1951, quốc hội cho phép đóng tàu ngầm chạy bằng năng lượng hạt nhân. Công ty Electric Boat ở Groton (bang Connecticut) bắt đầu thi công tàu ngầm từ tháng 6-1952. Tập đoàn Điện lực Westinghouse được trao hợp đồng thiết kế và xây dựng lò phản ứng hạt nhân của tàu ngầm. 

Electric Boat làm nhà thầu phụ cho Westinghouse phụ trách giám sát để bảo đảm lò phản ứng hạt nhân hoạt động phù hợp với yêu cầu khắt khe dưới tàu ngầm.

Sau nhiều tranh luận gay gắt, Rickover quyết định xây dựng một phiên bản thử nghiệm lò phản ứng hạt nhân tàu ngầm trên đất liền sử dụng công nghệ lò phản ứng nước áp lực (PWR). 

Tạp chí The Atlantic (Mỹ) bình luận đây là một quyết định can đảm góp phần trực tiếp vào thành công của tàu ngầm Nautilus sau này trong bối cảnh trên thế giới chưa từng có nguyên mẫu lò phản ứng hạt nhân nào hoạt động trên tàu ngầm để tham khảo.

Phiên bản thử nghiệm được xây dựng trong sa mạc Idaho mang tên lò phản ứng nhiệt hạch tàu ngầm Mark I (STR Mark I). Lò phản ứng hoạt động trên tàu ngầm USS Nautilus sau này sẽ mang tên STR Mark II. 

Trong quá trình thiết kế lò Mark I, nhiều vấn đề kỹ thuật phải được xử lý như: Mark I phải chịu được áp suất nước biển rất cao, Mark I phải đạt tiêu chuẩn chống sốc cơ học cao sau khi bom mìn nổ cạnh tàu ngầm, các thiết bị đo nhạy cảm bảo đảm không bị nhiễu khi tàu lặn với kính tiềm vọng nhô lên để lấy không khí, xử lý vấn đề bức xạ hạt nhân ảnh hưởng tới thủy thủ đoàn, bảo đảm Mark I có lá chắn phóng xạ nhưng không làm tàu nặng thêm.

Rickover đã yêu cầu Mark I phải được lắp máy điều hòa không khí với công suất cao gấp ba lần bình thường. 

Ông giải thích: "Năm 1917, người Anh đã chế tạo hai tàu ngầm sử dụng hơi nước để tàu hoạt động trên mặt nước. Họ đã thất bại vì khi tàu lặn xuống không khí quá nóng. Nautilus sẽ không rơi vào thất bại này". 

Vấn đề lớn nhất là vấn đề an toàn phải được chứng minh rõ trước khi áp dụng thực tế trên tàu ngầm Nautilus. Do đó, các kỹ sư đã thiết kế một hệ thống có độ nhạy cao gồm 80 mạch điều khiển để sẵn sàng dừng khẩn cấp ngay khi lò phản ứng hoạt động không ổn định.

Nói tóm lại, Mark I được xây dựng giống như lò phản ứng hạt nhân hoạt động thực tế trên tàu ngầm. Các hệ thống và bộ phận của Mark I phải được thiết kế để chịu đựng được điều kiện chuyển động ngoài biển khơi. Hàng trăm hạng mục cấu tạo hệ thống lò phản ứng hạt nhân phức tạp đã được kiểm tra đến mức hoàn hảo.

Tàu ngầm USS Nautilus đến Bắc cực vào tháng 8-1958 trong điều kiện tầm nhìn thấp - Ảnh: history.navy.mil

Lòng can đảm của một nhà lãnh đạo

Cuối tháng 5-1953, công trình xây dựng STR Mark I hoàn thành. Ngày 31-5-1953, lò phản ứng bắt đầu vận hành. Rất nhiều người hạnh phúc, trong đó người hạnh phúc nhất là Rickover. 6 năm nghiên cứu và thi công đã được đền đáp. 

Sau 2 tiếng chạy thử, lò phản ứng đạt mức công suất nhiều ngàn mã lực. Trong một tháng sau đó, công suất được tăng từng nấc. Mọi người đều biết nguy hiểm phát sinh sau mỗi lần tăng công suất.

Câu hỏi đầu tiên về an toàn đã được giải đáp. Lò hoạt động ổn định và không thể trở thành quả bom nguyên tử mini dù người điều khiểu thiếu kinh nghiệm đến mấy. Không có dấu hiệu xảy ra hiện tượng quá nhiệt trong lò phản ứng. Mức bức xạ thấp hơn phân nửa so với tính toán. 

Ngày 25-6-1953, toàn bộ công suất thiết kế đã đạt được. Mọi bộ phận đều đáp ứng các thông số kỹ thuật.

Chỉ còn một câu hỏi là liệu lò phản ứng hạt nhân có thể duy trì công suất lớn trong thời gian dài hay không. Để giải đáp vấn đề này, Rickover yêu cầu tổ chức một chuyến đi mô phỏng qua Đại Tây Dương trong 96 tiếng để giải tỏa mọi nghi ngờ trong hải quân cho rằng không thể dùng năng lượng hạt nhân chạy tàu ngầm. Vị trí của tàu ngầm sau mỗi 4 tiếng được tính toán và đánh dấu trên hải đồ.

Đến giờ thứ 60, nhiều sự cố bắt đầu xuất hiện như bụi cacbon gây khó khăn cho các tổ phát điện, thiết bị đo hạt nhân hoạt động thất thường, máy bơm lớn giữ mát cho lò phản ứng phát âm thanh bất thường, áp suất hơi nước giảm nhanh do bình ngưng tụ chính trục trặc. Các đội vận hành tích cực sửa chữa trong khi lò phản ứng vẫn hoạt động và rồi mọi trục trặc đều được giải quyết.

Cuối cùng với khái niệm "Mark I giống như Mark II", lò phản ứng hạt nhân Mark II đã được thiết kế cho tàu ngầm Nautilus không vấp phải trở ngại cơ bản nào. Sau gần 18 tháng thi công, tàu Nautilus dài 97m được hạ thủy ngày 21-1-1954. 8 tháng sau, Nautilus được đưa vào biên chế hải quân Mỹ. 

Ngày 17-1-1955, tàu ngầm hạt nhân USS Nautilus (SSN-571) của Mỹ ra khơi và lặn hoàn toàn dưới Đại Tây Dương suốt hành trình dài gần 2.100km. Trang web Defense Media Network nhận định đây là tàu ngầm đầu tiên sử dụng hệ thống đẩy không khí độc lập (AIP) an toàn và hiệu quả.

Ngày 23-7-1958, tàu ngầm USS Nautilus rời Trân Châu Cảng theo lệnh tối mật để tiến hành chiến dịch Sunshine - chuyến đi Bắc cực đầu tiên bằng tàu ngầm. 23h15 ngày 3-8-1958, sĩ quan William R. Anderson, thuyền trưởng thứ hai của tàu ngầm USS Nautilus, tuyên bố trước thủy thủ đoàn: "Vì thế giới, đất nước của chúng ta và hải quân - đã đến Bắc cực".

Tàu ngầm chở 116 người đã hoàn thành chuyến đi tưởng không thể thực hiện được. Tháng 8-1960, sau đợt đại tu và huấn luyện, tàu ngầm USS Nautilus được triển khai đến Địa Trung Hải trong biên chế hạm đội số 6 của Mỹ.

*******

Tàu ngầm hạt nhân Mỹ đã phát huy tác dụng trong chiến tranh Iraq. Năm 1957, Liên Xô hạ thủy tàu ngầm hạt nhân đầu tiên. Trung Quốc đóng tàu ngầm hạt nhân đầu tiên năm 1974.

>> Kỳ tới: Đua nhau sở hữu tàu ngầm hạt nhân

Tàu ngầm - bí ẩn cuộc chiến dưới đáy đại dương - Kỳ 3: Vũ khí tàu ngầm với chiến thuật bầy sói

TTO - Chiến tranh thế giới thứ nhất bùng nổ năm 1914, tàu ngầm đã đạt mức độ về kỹ thuật để có thể giữ vai trò vũ khí tấn công quan trọng.