Hiện tại, có một mục tiêu là năm 2030 cho một nhiệm vụ có người lái lên sao Hỏa. Nhưng thực sự chúng ta gần đến mức nào để trở thành người sao Hỏa?
Không giống như những bộ phim khoa học viễn tưởng có người ngoài hành tinh kỳ cục và những thiên hà xa xôi, Ridley Scott, Sao Hỏa mô tả một nhiệm vụ không gian khoa học viễn tưởng có thể sớm trở thành sự thật khoa học. Tín dụng hình ảnh: 20th Century Fox
Bởi Sidney Perkowitz, đại học Emory
Giống như bất kỳ mối quan hệ đường dài nào, mối tình của chúng ta với Sao Hỏa cũng có những thăng trầm. Hành tinh màu đỏ của hành tinh làm cho nó trở thành một sự hiện diện đặc biệt - nhưng đáng ngại - vào ban đêm đối với người cổ đại, người đã nhìn chằm chằm vào nó bằng mắt thường. Sau đó chúng ta có được cái nhìn gần hơn qua kính viễn vọng, nhưng hành tinh này vẫn còn là một bí ẩn, chín muồi cho sự đầu cơ.
Một thế kỷ trước, nhà thiên văn học người Mỹ Percival Lowell đã hiểu nhầm các đặc điểm bề mặt sao Hỏa là kênh đào mà những sinh vật thông minh đã xây dựng để phân phối nước trên một thế giới khô. Đây chỉ là một ví dụ trong lịch sử lâu dài tưởng tượng sự sống trên Sao Hỏa, từ H G Wells miêu tả người sao Hỏa là kẻ xâm lược khát máu trên Trái đất, đến Edgar Rice Burroughs, Kim Stanley Robinson và những người khác tự hỏi làm thế nào chúng ta có thể đến thăm Sao Hỏa và gặp người sao Hỏa.
Hành tinh đỏ, được nhìn thấy bởi Kính viễn vọng Không gian Hubble. Tín dụng hình ảnh: Jim Bell (Đại học Cornell), Justin Maki (JPL) và Mike Wolff (Viện Khoa học Vũ trụ) và NASA
Tác phẩm mới nhất trong truyền thống lâu đời này là bộ phim khoa học viễn tưởng The Martian, sẽ được phát hành vào ngày 2 tháng 10. Do Ridley Scott đạo diễn và dựa trên cuốn tiểu thuyết tự xuất bản của Andy Weir, nó kể câu chuyện về một phi hành gia (do Matt Damon thủ vai) mắc kẹt trên sao Hỏa. Cả sách và phim đều cố gắng đúng với khoa học nhất có thể - và trên thực tế, khoa học và viễn tưởng xung quanh các nhiệm vụ lên sao Hỏa đang hội tụ nhanh chóng.
NASA rover Curiosity rover và các công cụ khác đã chỉ ra rằng Sao Hỏa từng có đại dương nước lỏng, một gợi ý trêu ngươi rằng sự sống đã từng có mặt.
Và bây giờ NASA vừa báo cáo tin tức điện khí hóa rằng nước lỏng đang chảy trên sao Hỏa ngày hôm nay.
Phát hiện này làm tăng tỷ lệ cược rằng hiện tại có sự sống trên Sao Hỏa - vi khuẩn hình ảnh, không phải là những người đàn ông nhỏ bé màu xanh lá cây - trong khi tăng cường sự quan tâm đến đề xuất của NASA về các phi hành gia ở đó vào những năm 2030 như là cuộc thám hiểm vĩ đại tiếp theo về không gian và sự sống ngoài hành tinh.
Vì vậy, gần đến mức nào chúng ta thực sự đưa con người lên sao Hỏa và khiến họ sống sót trên một hành tinh khắc nghiệt?
Đầu tiên chúng ta phải đến đó
Làm cho nó lên sao Hỏa chiến thắng dễ dàng. Đó là hành tinh tiếp theo ra từ mặt trời, nhưng một nản chí 140 triệu dặm từ chúng tôi, trung bình - vượt xa mặt trăng của Trái đất, trong đó, tại gần 250.000 dặm, là con người thiên thể chỉ khác có đặt chân vào.
Tuy nhiên, NASA và một số liên doanh tư nhân tin rằng bằng cách phát triển hơn nữa các phương pháp đẩy hiện có, họ có thể trở thành tàu vũ trụ có người lái lên sao Hỏa.
Nó sẽ đưa tàu tăng cường tên lửa lớn nhất, mạnh nhất từng được chế tạo để đưa nó lên sao Hỏa. Các xét nghiệm đã được tiến hành. Ảnh tín dụng: ATK quỹ đạo
Trong một vài năm, một kịch bản của NASA sẽ cung cấp vị trí trước trên mặt trăng Phobos trên sao Hỏa, được vận chuyển tới đó bằng tàu vũ trụ không người lái; hạ cánh bốn phi hành gia trên Phobos sau chuyến đi kéo dài 8 tháng từ Trái đất; và đưa họ và đồ tiếp tế của họ xuống sao Hỏa trong thời gian 10 tháng, trước khi đưa các phi hành gia trở lại Trái đất.
Tuy nhiên, chúng ta biết ít hơn về một chuyến đi dài bên trong một hộp kim loại chật chội sẽ ảnh hưởng đến sức khỏe và tinh thần của phi hành đoàn. Thời gian kéo dài trong không gian dưới trọng lực cơ bản bằng không có tác động bất lợi, bao gồm mất mật độ xương và sức mạnh cơ bắp, mà các phi hành gia đã trải qua sau nhiều tháng trên Trạm vũ trụ quốc tế (ISS).
Có yếu tố tâm lý, quá. Các phi hành gia ISS trên quỹ đạo Trái đất có thể nhìn thấy và liên lạc với hành tinh quê nhà của họ, và có thể tiếp cận nó trong một tàu thoát hiểm, nếu cần thiết.
Đối với đội sao Hỏa bị cô lập, nhà sẽ là một chấm xa trên bầu trời; liên lạc sẽ trở nên khó khăn bởi độ trễ thời gian dài cho tín hiệu radio. Ngay cả ở cách tiếp cận gần gũi nhất của sao Hỏa với Trái đất, 36 triệu dặm, gần gấp bảy phút sẽ đi qua trước khi bất cứ điều gì nói qua một kết nối vô tuyến có thể nhận được phản hồi.
Để đối phó với tất cả những điều này, phi hành đoàn sẽ phải được sàng lọc và huấn luyện cẩn thận. NASA hiện đang mô phỏng các hiệu ứng tâm lý và sinh lý của một hành trình như vậy trong một thí nghiệm cô lập sáu người trong một năm trong một cấu trúc nhỏ ở Hawaii.
Sống sót trong một cảnh quan sao Hỏa khắc nghiệt
Những mối quan tâm này sẽ tiếp tục trong suốt thời gian các phi hành gia trên hành tinh sao Hỏa, đó là một thế giới khắc nghiệt. Với nhiệt độ trung bình -80 Fahrenheit (-62 độ C) và có thể giảm xuống -100F (-73C) vào ban đêm, trời lạnh hơn bất cứ thứ gì chúng ta gặp trên Trái đất; bầu không khí mỏng của nó, chủ yếu là carbon dioxide (CO?), không thể chịu được và hỗ trợ các cơn bão bụi lớn; nó chịu bức xạ cực tím từ mặt trời có thể gây hại; và kích thước và khối lượng của nó mang lại cho nó một lực hấp dẫn chỉ bằng 38% Trái đất - điều mà các phi hành gia khám phá bề mặt trong bộ đồ bảo vệ nặng nề sẽ chào đón, nhưng cũng có thể làm trầm trọng thêm các vấn đề về xương và cơ.
Các kỹ sư và kỹ thuật viên đã thử nghiệm các phi hành gia vũ trụ sẽ mặc trong tàu vũ trụ Orion trong các chuyến đi đến không gian sâu, bao gồm cả Sao Hỏa. Ảnh tín dụng: NASA / Bill Stafford
Khi các phi hành gia thành lập căn cứ của họ, NASA đang lên kế hoạch sử dụng tài nguyên của chính Mars Mars để vượt qua một số trở ngại này.
May mắn thay, nước và oxy nên có sẵn. NASA đã lên kế hoạch thử một hình thức khai thác để lấy nước tồn tại ngay dưới bề mặt sao Hỏa, nhưng phát hiện mới về nước mặt có thể cung cấp một giải pháp dễ dàng hơn cho các phi hành gia. Sao Hỏa cũng có lượng oxy đáng kể liên kết trong khí quyển CO?. Trong quy trình MOXIE (Thí nghiệm sử dụng tài nguyên tại sao Hỏa oxy), điện phá vỡ CO? phân tử thành carbon monoxide và oxy thở. NASA đề xuất thử nghiệm nhà máy oxy này trên một chiếc máy bay trên sao Hỏa mới vào năm 2020 và sau đó mở rộng quy mô cho nhiệm vụ có người lái.
Cũng có tiềm năng sản xuất khí metan từ các nguồn sao Hỏa làm nhiên liệu tên lửa để trở về Trái đất. Các phi hành gia cũng có thể trồng thức ăn, sử dụng các kỹ thuật gần đây cho phép các phi hành gia ISS nếm thử rau diếp đầu tiên được trồng trong không gian.
Nếu không sử dụng một số nguyên liệu thô Mars Mars, NASA sẽ phải vận chuyển mọi phế liệu của các phi hành gia cần: thiết bị, nơi ở, thực phẩm, nước, oxy và nhiên liệu tên lửa cho chuyến trở về. Mỗi pound thêm phải được kéo lên khỏi Trái đất làm cho dự án trở nên khó khăn hơn nhiều. Mặc dù sống trên đất liền trên Sao Hỏa, mặc dù nó có thể ảnh hưởng đến môi trường địa phương, nhưng sẽ cải thiện đáng kể tỷ lệ thành công của nhiệm vụ ban đầu - và cho các khu định cư cuối cùng ở đó.
NASA sẽ tiếp tục tìm hiểu về Sao Hỏa và trau dồi kế hoạch trong 15 năm tới. Tất nhiên, có những khó khăn ghê gớm phía trước; nhưng điều quan trọng là nỗ lực này không đòi hỏi bất kỳ đột phá khoa học lớn nào, mà theo bản chất của chúng là không thể đoán trước được. Thay vào đó, tất cả các yếu tố cần thiết phụ thuộc vào khoa học đã biết được áp dụng thông qua công nghệ nâng cao.
Vâng, chúng tôi rất gần với sao Hỏa hơn nhiều người nghĩ. Và một nhiệm vụ có người lái thành công có thể là thành tựu đặc trưng của con người trong thế kỷ của chúng ta.
Sidney Perkowitz, Giáo sư Vật lý danh dự, đại học Emory
Bài viết này ban đầu được xuất bản trên The Convers. Đọc bài viết gốc.