Tổng thống Donald Trump gần đây đã tuyên bố rằng Hoa Kỳ sẽ nỗ lực đưa các phi hành gia lên sao Hỏa, tốt nhất là trong vòng bốn năm tới — bằng nhiệm kỳ tổng thống của ông.
Mục tiêu đó đã khiến nhiều người phải nhíu mày. Rốt cuộc, loài người vẫn chưa quay trở lại mặt trăng, sau nhiều lần trì hoãn nhiệm vụ Artemis 2 của NASA. Vậy, liệu chúng ta có thể đi từ nơi chúng ta đang ở đến nơi in dấu giày lên bụi đỏ của sao Hỏa vào năm 2029 hay không?
"Nhiệm vụ sao Hỏa sẽ là nỗ lực vĩ đại nhất mà con người từng thực hiện", Volker Maiwald, một kỹ sư hàng không vũ trụ đến từ Trung tâm Hàng không Vũ trụ Đức (DLR), cho biết trong một cuộc phỏng vấn với Space.com.
Tổng thống chưa cung cấp thông tin chi tiết về kế hoạch sao Hỏa, nhưng có khả năng kế hoạch này phụ thuộc rất nhiều vào SpaceX, công ty do Elon Musk thành lập và điều hành. Musk là người ủng hộ mạnh mẽ cho chiến dịch tranh cử của Trump và dường như đã trở thành một trong những cố vấn đáng tin cậy nhất của ông.
SpaceX có kế hoạch sử dụng siêu tên lửa Starship, hiện vẫn đang trong quá trình phát triển, để đưa con người lên Sao Hỏa. Starship được phóng lần thứ bảy vào ngày 16 tháng 1, trong một nhiệm vụ thử nghiệm thành công một phần: Tên lửa đẩy tầng đầu Super Heavy của nó đã bị cánh tay "đũa" trên tháp phóng bắt được theo kế hoạch, nhưng tầng trên của tàu đã bị nổ sau khi rò rỉ nhiên liệu gần cuối quá trình đốt cháy khi bay lên.
Rõ ràng là vẫn còn rất nhiều việc phải làm trên Starship — mặc dù Musk đã nói rằng SpaceX đặt mục tiêu phóng tàu này vào các nhiệm vụ không người lái lên sao Hỏa vào năm 2026 và nếu các chuyến bay đó thành công, sẽ đưa các phi hành gia lên đó vào năm 2028.
Liên quan: Starship và Super Heavy: Phương tiện vận chuyển không gian sâu của SpaceX tới mặt trăng và sao Hỏa
Dựa trên tất cả các chi tiết công khai về kế hoạch Sao Hỏa của SpaceX, nhóm của Maiwald kết luận rằng khối lượng tải trọng cần thiết cho một nhiệm vụ Sao Hỏa thành công — bao gồm các phi hành gia, thiết bị, cơ sở hạ tầng, nhiên liệu, thực phẩm, nước, không khí, v.v. — lớn hơn những gì Starship có thể mang theo trong một chuyến bay duy nhất.
Vấn đề chính nằm ở cái mà Maiwald gọi là "tỷ lệ thu hồi vật tư tiêu hao" — về cơ bản là khả năng tái chế thực phẩm, nước và không khí. Càng tái chế được nhiều thì lượng vật tư phải mang theo trong hành trình càng ít. Ví dụ, thực vật là yếu tố chính giúp tăng tỷ lệ thu hồi các vật tư tiêu hao này. Chúng cung cấp thực phẩm và có thể phát triển trên chất thải, đồng thời tạo ra oxy và loại bỏ carbon dioxide khỏi không khí.
Tuy nhiên, theo tính toán của nhóm, ngay cả tỷ lệ thu hồi 100% vật tư tiêu hao cũng không đủ để giảm khối lượng tải trọng đủ để đáp ứng các yêu cầu của nhiệm vụ.
"Tỷ lệ thu hồi vật tư tiêu hao 100% có nghĩa là tạo ra môi trường vòng kín", Maiwald cho biết. "Nhưng về cơ bản, tỷ lệ phục hồi 100% là không thể, vì ngay cả những quy trình tốt nhất cũng sẽ có tổn thất."
Liên quan: Gửi phi hành gia lên sao Hỏa vào năm 2040 là 'một mục tiêu táo bạo' nhưng NASA vẫn đang cố gắng
Trước hết, mặc dù về nguyên tắc thì nghe có vẻ là một ý tưởng hay, nhưng công nghệ vẫn chưa hoàn toàn bắt kịp với ý tưởng đó.
"Theo như tôi biết, thí nghiệm ISRU duy nhất từng được tiến hành bên ngoài môi trường Trái đất là của MOXIE, đây là một thí nghiệm trên xe tự hành Perseverance", Maiwald cho biết.
MOXIE là Thí nghiệm sử dụng tài nguyên tại chỗ oxy trên sao Hỏa và vào năm 2021, thí nghiệm này đã thành công khi trở thành thí nghiệm đầu tiên chiết xuất oxy từ carbon dioxide dồi dào trong bầu khí quyển của sao Hỏa.
Theo NASA, việc đưa chỉ bốn phi hành gia lên khỏi bề mặt sao Hỏa sẽ cần 15.000 pound (7.000 kg) nhiên liệu tên lửa và 55.000 pound (25.000 kg) oxy. Thêm vào đó là oxy mà các phi hành gia sẽ cần để thở trong thời gian ở trên sao Hỏa.
Ban đầu, MOXIE đã tạo ra được 5 gam oxy, đủ để một phi hành gia thở trong 10 phút. MOXIE được thiết kế để tạo ra tới 10 gam oxy mỗi giờ khi hoạt động và đến thời điểm thí nghiệm bị dừng lại vào năm 2023, nó chỉ tạo ra tổng cộng 122 gam oxy. Rõ ràng, cần có thứ gì đó hiệu quả hơn MOXIE nếu các phi hành gia muốn sống sót trên sao Hỏa.
"Đây không phải là một nhiệm vụ đơn giản", Maiwald nói. Một thách thức khác là tạo ra mê-tan từ nước đá trên sao Hỏa và carbon dioxide trong khí quyển. "Tôi không biết bất kỳ công nghệ nào có thể thử nghiệm được điều này trong môi trường giống sao Hỏa."
Điều khiến việc này trở nên khó khăn hơn là việc khai thác các nguồn tài nguyên này có thể phải diễn ra độc lập bởi robot, không có con người giám sát quá trình, trước khi một sứ mệnh có người lái đến để oxy và nhiên liệu tên lửa đang chờ các phi hành gia đầu tiên trên sao Hỏa khi họ đến đó. Điều này cũng dẫn đến vấn đề về độ tin cậy của một công nghệ chưa được thử nghiệm như vậy, không có phi hành gia ở đó để sửa chữa nếu nó bị hỏng.
Tất nhiên, những hạn chế liên quan đến ISRU trên sao Hỏa cũng áp dụng cho mặt trăng. Sự khác biệt là mặt trăng cách xa ba ngày bay trong không gian và việc tiếp tế cho bất kỳ căn cứ nào ở đó sẽ tương đối đơn giản. Mặt khác, sao Hỏa cách xa nhất là sáu tháng, và thường còn xa hơn nữa, tùy thuộc vào vị trí tương đối của Trái Đất và sao Hỏa trên quỹ đạo của chúng.
Một lựa chọn khác là phóng một số tàu vũ trụ không người lái mang theo tất cả nhiên liệu và oxy mà các phi hành gia sẽ cần trên sao Hỏa. Với đủ nguồn cung cấp cho bản thân, các phi hành gia sau đó có thể tạo ra oxy và nhiên liệu tên lửa cần thiết cho phi hành đoàn thứ hai nếu và khi họ đến nơi. "Tuy nhiên, điều này không nằm trong các kịch bản được công bố cho Starship, theo như tôi biết", Maiwald cho biết. Có thể phải áp dụng kịch bản này nếu có bất kỳ hy vọng nào về việc phóng tàu lên sao Hỏa vào cuối thập kỷ này.
Liên quan: Tàu vũ trụ khổng lồ Starship của SpaceX sẽ cao 500 feet cho các sứ mệnh lên sao Hỏa, Elon Musk cho biết (video)
Và họ sẽ không an toàn hơn nhiều trên bề mặt của Hành tinh Đỏ, nơi không có bầu khí quyển dày và từ trường, hai thứ bảo vệ bề mặt Trái đất khỏi bức xạ vũ trụ. Ngay cả khi có những khu vực được che chắn trên Starship để ẩn náu khi bão mặt trời bùng nổ, thì điều đó cũng chỉ làm giảm rủi ro chứ không loại bỏ được. Trên Trạm vũ trụ quốc tế (ISS), vẫn nằm trong từ trường của Trái đất và có những khu vực được che chắn, các phi hành gia vẫn phải chịu lượng bức xạ cao hơn 200 lần so với phi công hàng không trung bình.
Các nhà khoa học đang nghiên cứu để cải thiện khả năng che chắn trên tàu vũ trụ có người lái bằng cách tiến hành các thí nghiệm trong máy gia tốc hạt, nơi họ bắn phá các tế bào sinh học bằng loại bức xạ năng lượng cao mà chúng sẽ phải tiếp xúc trong không gian, sau đó thử nghiệm với các vật liệu khác nhau để cố gắng che chắn các tế bào đó. Kết quả ban đầu cho thấy lithium là vật liệu che chắn hiệu quả nhất, nhưng vẫn cần nghiên cứu thêm.
Và còn có những khía cạnh sức khỏe khác không thể bỏ qua. Trọng lực vi mô tàn phá cơ thể, tiến hóa khi chúng ta phải sống trong lực hấp dẫn của Trái đất, không phải trong không gian. Teo cơ là một căn bệnh phổ biến mà các phi hành gia phải đối mặt, mặc dù thuốc đã được chứng minh là làm giảm tác dụng của nó, và nghiên cứu gần đây đã phát hiện ra rằng trọng lực vi mô cũng có thể gây hại cho thị lực của các phi hành gia. Một nghiên cứu gần đây phát hiện ra rằng ít nhất 70% phi hành gia đã ở ISS trong sáu đến mười hai tháng đã bị ảnh hưởng bởi hội chứng thần kinh mắt liên quan đến chuyến bay vũ trụ (SANS), ảnh hưởng đến mắt, do áp lực từ chất lỏng lên mô não trong môi trường vi trọng lực.
Mặc dù sức khỏe mắt của tất cả các phi hành gia trong nghiên cứu đã trở lại bình thường khi trở lại Trái đất, nhưng những tác động của chuyến bay vũ trụ kéo dài hơn vẫn chưa được biết rõ. Ngoài ra, các phi hành gia đã báo cáo rằng tỷ lệ đục thủy tinh thể khởi phát sớm cao hơn do tiếp xúc với bức xạ vũ trụ.
Liên quan: Tình trạng không trọng lượng và tác động của nó lên các phi hành gia
CÂU CHUYỆN LIÊN QUAN:
— Tổng thống Trump có thể thay đổi NASA như thế nào
— 'Chúng ta sẽ theo đuổi vận mệnh hiển nhiên của mình vào các vì sao.' Tổng thống Trump muốn các phi hành gia giương cao lá cờ Hoa Kỳ trên sao Hỏa
— SpaceX sẽ bắt đầu phóng tàu vũ trụ lên sao Hỏa vào năm 2026, Elon Musk cho biết
Mặc dù cộng đồng sinh học vũ trụ đang tìm cách sửa đổi giới hạn này, nhưng về cơ bản, các phi hành gia là những bao tải ướt lớn chứa đầy vi khuẩn và bất kỳ sứ mệnh có người lái nào cũng sẽ không tránh khỏi việc gây ô nhiễm Sao Hỏa. Bí quyết là giảm thiểu tác động của sự ô nhiễm đó. Tuy nhiên, vẫn chưa có câu trả lời thỏa đáng và việc vội vã lên Sao Hỏa có thể dẫn đến việc đi tắt, làm tăng đáng kể nguy cơ làm ô nhiễm Sao Hỏa bằng các vi khuẩn trên cạn. Nếu điều đó xảy ra, nó sẽ khiến cho những nỗ lực tìm kiếm bằng chứng về sự sống trên sao Hỏa, dù là quá khứ hay hiện tại, trở nên khó khăn hơn rất nhiều vì chúng ta không biết liệu một vi khuẩn có phải là bản địa của sao Hỏa hay nó đã đi nhờ tàu vũ trụ.
Cuối cùng, điều này có thể không trở thành vấn đề. Bất chấp những tuyên bố ngược lại, bằng chứng cho thấy rằng chúng ta vẫn chưa sẵn sàng để thực hiện một sứ mệnh có người lái thành công trên sao Hỏa.
Nhóm của Maiwald đưa ra một số khuyến nghị để giúp đẩy nhanh tiến độ. Một là trước tiên hãy phóng các sứ mệnh không người lái, để kiểm tra độ tin cậy của công nghệ tạo ra oxy và nhiên liệu tên lửa, ví dụ, hoặc để trồng trọt trên sao Hỏa.
Khuyến nghị thứ hai là phóng các phiên bản chở hàng một chiều của Starship để đặt tất cả cơ sở hạ tầng và vật tư cần thiết lên bề mặt trước khi các phi hành gia đến sao Hỏa. Thay vì phi hành đoàn mang theo các môi trường sống cần được lắp ráp khi đã lên Hành tinh Đỏ, các tàu chở hàng Starship có thể được sử dụng làm môi trường sống.
Khuyến nghị thứ ba là tập trung vào việc phát triển các hệ thống hỗ trợ sự sống có thể đạt tỷ lệ thu hồi vật tư tiêu hao gần 100% nhất có thể. Nhóm của Maiwald cho biết điều này là bắt buộc, vì không có cách nào để thực hiện thành công một sứ mệnh nếu không hoàn thành điều này.
Khuyến nghị cuối cùng của họ là đưa các đối tác quốc tế vào để có thể giúp phát triển công nghệ và cung cấp tài trợ, mặc dù có cảnh báo rằng chính trị và chương trình nghị sự quốc tế sẽ tạo thêm một lớp quan liêu có thể làm chậm quá trình này. Tuy nhiên, vì Trump tuyên bố rằng việc lên sao Hỏa là vận mệnh hiển nhiên (bản thân nó là một cụm từ có vấn đề) của người Mỹ, nên vẫn chưa biết Hoa Kỳ sẽ muốn hợp tác với các quốc gia khác trong sứ mệnh như vậy đến mức nào.
Vì vậy, nếu việc đưa phi hành gia lên sao Hỏa thành công vào năm 2029 là không thể, thì khi nào Maiwald nghĩ rằng nhân loại cuối cùng có thể đến được Hành tinh Đỏ?
"Nỗ lực phát triển công nghệ là rất lớn và đòi hỏi nhiều thời gian", ông nói với Space.com. "Tôi chỉ có thể nói điều mà tôi vẫn luôn nói: Tôi sẽ rất vui nếu điều đó xảy ra trong cuộc đời tôi."
Mục tiêu đó đã khiến nhiều người phải nhíu mày. Rốt cuộc, loài người vẫn chưa quay trở lại mặt trăng, sau nhiều lần trì hoãn nhiệm vụ Artemis 2 của NASA. Vậy, liệu chúng ta có thể đi từ nơi chúng ta đang ở đến nơi in dấu giày lên bụi đỏ của sao Hỏa vào năm 2029 hay không?
"Nhiệm vụ sao Hỏa sẽ là nỗ lực vĩ đại nhất mà con người từng thực hiện", Volker Maiwald, một kỹ sư hàng không vũ trụ đến từ Trung tâm Hàng không Vũ trụ Đức (DLR), cho biết trong một cuộc phỏng vấn với Space.com.
Tổng thống chưa cung cấp thông tin chi tiết về kế hoạch sao Hỏa, nhưng có khả năng kế hoạch này phụ thuộc rất nhiều vào SpaceX, công ty do Elon Musk thành lập và điều hành. Musk là người ủng hộ mạnh mẽ cho chiến dịch tranh cử của Trump và dường như đã trở thành một trong những cố vấn đáng tin cậy nhất của ông.
SpaceX có kế hoạch sử dụng siêu tên lửa Starship, hiện vẫn đang trong quá trình phát triển, để đưa con người lên Sao Hỏa. Starship được phóng lần thứ bảy vào ngày 16 tháng 1, trong một nhiệm vụ thử nghiệm thành công một phần: Tên lửa đẩy tầng đầu Super Heavy của nó đã bị cánh tay "đũa" trên tháp phóng bắt được theo kế hoạch, nhưng tầng trên của tàu đã bị nổ sau khi rò rỉ nhiên liệu gần cuối quá trình đốt cháy khi bay lên.
Rõ ràng là vẫn còn rất nhiều việc phải làm trên Starship — mặc dù Musk đã nói rằng SpaceX đặt mục tiêu phóng tàu này vào các nhiệm vụ không người lái lên sao Hỏa vào năm 2026 và nếu các chuyến bay đó thành công, sẽ đưa các phi hành gia lên đó vào năm 2028.
Liên quan: Starship và Super Heavy: Phương tiện vận chuyển không gian sâu của SpaceX tới mặt trăng và sao Hỏa
Vấn đề về khối lượng và hệ thống vòng kín
Tốc độ phát triển của Starship không phải là mối quan tâm hàng đầu của Maiwald. Vào tháng 5 năm 2024, ông và bốn nhà nghiên cứu khác đã công bố một bài báo trên tạp chí Nature Báo cáo khoa học thách thức tính khả thi của một sứ mệnh có người lái lên sao Hỏa trên tàu Starship. Đối với Maiwald và nhóm của ông, vấn đề chính là khối lượng.Dựa trên tất cả các chi tiết công khai về kế hoạch Sao Hỏa của SpaceX, nhóm của Maiwald kết luận rằng khối lượng tải trọng cần thiết cho một nhiệm vụ Sao Hỏa thành công — bao gồm các phi hành gia, thiết bị, cơ sở hạ tầng, nhiên liệu, thực phẩm, nước, không khí, v.v. — lớn hơn những gì Starship có thể mang theo trong một chuyến bay duy nhất.
Vấn đề chính nằm ở cái mà Maiwald gọi là "tỷ lệ thu hồi vật tư tiêu hao" — về cơ bản là khả năng tái chế thực phẩm, nước và không khí. Càng tái chế được nhiều thì lượng vật tư phải mang theo trong hành trình càng ít. Ví dụ, thực vật là yếu tố chính giúp tăng tỷ lệ thu hồi các vật tư tiêu hao này. Chúng cung cấp thực phẩm và có thể phát triển trên chất thải, đồng thời tạo ra oxy và loại bỏ carbon dioxide khỏi không khí.
Tuy nhiên, theo tính toán của nhóm, ngay cả tỷ lệ thu hồi 100% vật tư tiêu hao cũng không đủ để giảm khối lượng tải trọng đủ để đáp ứng các yêu cầu của nhiệm vụ.
"Tỷ lệ thu hồi vật tư tiêu hao 100% có nghĩa là tạo ra môi trường vòng kín", Maiwald cho biết. "Nhưng về cơ bản, tỷ lệ phục hồi 100% là không thể, vì ngay cả những quy trình tốt nhất cũng sẽ có tổn thất."
Liên quan: Gửi phi hành gia lên sao Hỏa vào năm 2040 là 'một mục tiêu táo bạo' nhưng NASA vẫn đang cố gắng
Liệu có thể sản xuất đủ nhiên liệu tên lửa trên sao Hỏa không?
Một vật tư tiêu hao khác là nhiên liệu đẩy. Để giảm khối lượng của tàu vũ trụ, chỉ có thể mang đủ nhiên liệu để đến sao Hỏa trên tàu. Khi ở trên Hành tinh Đỏ, việc sử dụng tài nguyên tại chỗ (ISRU) có thể tạo ra nhiên liệu tên lửa mới. Starship đốt cháy mêtan lỏng và oxy trong các giai đoạn tên lửa của nó, nhưng việc chiết xuất mêtan và oxy từ bầu khí quyển của sao Hỏa và nước đá sẽ không dễ dàng.Trước hết, mặc dù về nguyên tắc thì nghe có vẻ là một ý tưởng hay, nhưng công nghệ vẫn chưa hoàn toàn bắt kịp với ý tưởng đó.
"Theo như tôi biết, thí nghiệm ISRU duy nhất từng được tiến hành bên ngoài môi trường Trái đất là của MOXIE, đây là một thí nghiệm trên xe tự hành Perseverance", Maiwald cho biết.
MOXIE là Thí nghiệm sử dụng tài nguyên tại chỗ oxy trên sao Hỏa và vào năm 2021, thí nghiệm này đã thành công khi trở thành thí nghiệm đầu tiên chiết xuất oxy từ carbon dioxide dồi dào trong bầu khí quyển của sao Hỏa.
Theo NASA, việc đưa chỉ bốn phi hành gia lên khỏi bề mặt sao Hỏa sẽ cần 15.000 pound (7.000 kg) nhiên liệu tên lửa và 55.000 pound (25.000 kg) oxy. Thêm vào đó là oxy mà các phi hành gia sẽ cần để thở trong thời gian ở trên sao Hỏa.
Ban đầu, MOXIE đã tạo ra được 5 gam oxy, đủ để một phi hành gia thở trong 10 phút. MOXIE được thiết kế để tạo ra tới 10 gam oxy mỗi giờ khi hoạt động và đến thời điểm thí nghiệm bị dừng lại vào năm 2023, nó chỉ tạo ra tổng cộng 122 gam oxy. Rõ ràng, cần có thứ gì đó hiệu quả hơn MOXIE nếu các phi hành gia muốn sống sót trên sao Hỏa.
"Đây không phải là một nhiệm vụ đơn giản", Maiwald nói. Một thách thức khác là tạo ra mê-tan từ nước đá trên sao Hỏa và carbon dioxide trong khí quyển. "Tôi không biết bất kỳ công nghệ nào có thể thử nghiệm được điều này trong môi trường giống sao Hỏa."
Điều khiến việc này trở nên khó khăn hơn là việc khai thác các nguồn tài nguyên này có thể phải diễn ra độc lập bởi robot, không có con người giám sát quá trình, trước khi một sứ mệnh có người lái đến để oxy và nhiên liệu tên lửa đang chờ các phi hành gia đầu tiên trên sao Hỏa khi họ đến đó. Điều này cũng dẫn đến vấn đề về độ tin cậy của một công nghệ chưa được thử nghiệm như vậy, không có phi hành gia ở đó để sửa chữa nếu nó bị hỏng.
Tất nhiên, những hạn chế liên quan đến ISRU trên sao Hỏa cũng áp dụng cho mặt trăng. Sự khác biệt là mặt trăng cách xa ba ngày bay trong không gian và việc tiếp tế cho bất kỳ căn cứ nào ở đó sẽ tương đối đơn giản. Mặt khác, sao Hỏa cách xa nhất là sáu tháng, và thường còn xa hơn nữa, tùy thuộc vào vị trí tương đối của Trái Đất và sao Hỏa trên quỹ đạo của chúng.
Một lựa chọn khác là phóng một số tàu vũ trụ không người lái mang theo tất cả nhiên liệu và oxy mà các phi hành gia sẽ cần trên sao Hỏa. Với đủ nguồn cung cấp cho bản thân, các phi hành gia sau đó có thể tạo ra oxy và nhiên liệu tên lửa cần thiết cho phi hành đoàn thứ hai nếu và khi họ đến nơi. "Tuy nhiên, điều này không nằm trong các kịch bản được công bố cho Starship, theo như tôi biết", Maiwald cho biết. Có thể phải áp dụng kịch bản này nếu có bất kỳ hy vọng nào về việc phóng tàu lên sao Hỏa vào cuối thập kỷ này.
Liên quan: Tàu vũ trụ khổng lồ Starship của SpaceX sẽ cao 500 feet cho các sứ mệnh lên sao Hỏa, Elon Musk cho biết (video)
Rủi ro bức xạ
Còn nhiều vấn đề khác nữa. Không gian không phải là môi trường an toàn, và các phi hành gia sẽ phải chịu sự chi phối của tia vũ trụ và bức xạ mặt trời. Các phi hành gia lên sao Hỏa sẽ phải chịu liều bức xạ cao hơn tới 700 lần so với những gì họ phải chịu trên Trái đất. Các phép đo của Tàu thăm dò khí vết ExoMars của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu cho thấy một hành trình kéo dài sáu tháng tới sao Hỏa sẽ khiến các phi hành gia phải chịu 60% tổng liều bức xạ được khuyến nghị trong suốt cuộc đời.Và họ sẽ không an toàn hơn nhiều trên bề mặt của Hành tinh Đỏ, nơi không có bầu khí quyển dày và từ trường, hai thứ bảo vệ bề mặt Trái đất khỏi bức xạ vũ trụ. Ngay cả khi có những khu vực được che chắn trên Starship để ẩn náu khi bão mặt trời bùng nổ, thì điều đó cũng chỉ làm giảm rủi ro chứ không loại bỏ được. Trên Trạm vũ trụ quốc tế (ISS), vẫn nằm trong từ trường của Trái đất và có những khu vực được che chắn, các phi hành gia vẫn phải chịu lượng bức xạ cao hơn 200 lần so với phi công hàng không trung bình.
Các nhà khoa học đang nghiên cứu để cải thiện khả năng che chắn trên tàu vũ trụ có người lái bằng cách tiến hành các thí nghiệm trong máy gia tốc hạt, nơi họ bắn phá các tế bào sinh học bằng loại bức xạ năng lượng cao mà chúng sẽ phải tiếp xúc trong không gian, sau đó thử nghiệm với các vật liệu khác nhau để cố gắng che chắn các tế bào đó. Kết quả ban đầu cho thấy lithium là vật liệu che chắn hiệu quả nhất, nhưng vẫn cần nghiên cứu thêm.
Và còn có những khía cạnh sức khỏe khác không thể bỏ qua. Trọng lực vi mô tàn phá cơ thể, tiến hóa khi chúng ta phải sống trong lực hấp dẫn của Trái đất, không phải trong không gian. Teo cơ là một căn bệnh phổ biến mà các phi hành gia phải đối mặt, mặc dù thuốc đã được chứng minh là làm giảm tác dụng của nó, và nghiên cứu gần đây đã phát hiện ra rằng trọng lực vi mô cũng có thể gây hại cho thị lực của các phi hành gia. Một nghiên cứu gần đây phát hiện ra rằng ít nhất 70% phi hành gia đã ở ISS trong sáu đến mười hai tháng đã bị ảnh hưởng bởi hội chứng thần kinh mắt liên quan đến chuyến bay vũ trụ (SANS), ảnh hưởng đến mắt, do áp lực từ chất lỏng lên mô não trong môi trường vi trọng lực.
Mặc dù sức khỏe mắt của tất cả các phi hành gia trong nghiên cứu đã trở lại bình thường khi trở lại Trái đất, nhưng những tác động của chuyến bay vũ trụ kéo dài hơn vẫn chưa được biết rõ. Ngoài ra, các phi hành gia đã báo cáo rằng tỷ lệ đục thủy tinh thể khởi phát sớm cao hơn do tiếp xúc với bức xạ vũ trụ.
Liên quan: Tình trạng không trọng lượng và tác động của nó lên các phi hành gia
CÂU CHUYỆN LIÊN QUAN:
— Tổng thống Trump có thể thay đổi NASA như thế nào
— 'Chúng ta sẽ theo đuổi vận mệnh hiển nhiên của mình vào các vì sao.' Tổng thống Trump muốn các phi hành gia giương cao lá cờ Hoa Kỳ trên sao Hỏa
— SpaceX sẽ bắt đầu phóng tàu vũ trụ lên sao Hỏa vào năm 2026, Elon Musk cho biết
Liệu chúng ta có thể bảo vệ sao Hỏa không?
Nếu có những dấu hỏi về sức khỏe của các phi hành gia trong sứ mệnh lên sao Hỏa, thì cũng có những vấn đề liên quan đến vi khuẩn mà họ sẽ mang theo. Bảo vệ hành tinh là một khía cạnh nghiêm túc của hoạt động thám hiểm liên hành tinh. Các quy tắc do COSPAR, Ủy ban Nghiên cứu Không gian, đặt ra nêu rõ rằng tất cả các sứ mệnh robot được thiết kế để tìm kiếm bằng chứng về sự sống — như một số sứ mệnh Sao Hỏa hiện tại và đang được phát triển đã làm — phải được khử trùng ở mức độ sao cho có ít hơn 1 trên 10.000 khả năng một vi khuẩn vô tình được mang lên tàu từ Trái đất có thể làm ô nhiễm Sao Hỏa hoặc bất kỳ hành tinh nào mà sứ mệnh đó đang khám phá.Mặc dù cộng đồng sinh học vũ trụ đang tìm cách sửa đổi giới hạn này, nhưng về cơ bản, các phi hành gia là những bao tải ướt lớn chứa đầy vi khuẩn và bất kỳ sứ mệnh có người lái nào cũng sẽ không tránh khỏi việc gây ô nhiễm Sao Hỏa. Bí quyết là giảm thiểu tác động của sự ô nhiễm đó. Tuy nhiên, vẫn chưa có câu trả lời thỏa đáng và việc vội vã lên Sao Hỏa có thể dẫn đến việc đi tắt, làm tăng đáng kể nguy cơ làm ô nhiễm Sao Hỏa bằng các vi khuẩn trên cạn. Nếu điều đó xảy ra, nó sẽ khiến cho những nỗ lực tìm kiếm bằng chứng về sự sống trên sao Hỏa, dù là quá khứ hay hiện tại, trở nên khó khăn hơn rất nhiều vì chúng ta không biết liệu một vi khuẩn có phải là bản địa của sao Hỏa hay nó đã đi nhờ tàu vũ trụ.
Cuối cùng, điều này có thể không trở thành vấn đề. Bất chấp những tuyên bố ngược lại, bằng chứng cho thấy rằng chúng ta vẫn chưa sẵn sàng để thực hiện một sứ mệnh có người lái thành công trên sao Hỏa.
Nhóm của Maiwald đưa ra một số khuyến nghị để giúp đẩy nhanh tiến độ. Một là trước tiên hãy phóng các sứ mệnh không người lái, để kiểm tra độ tin cậy của công nghệ tạo ra oxy và nhiên liệu tên lửa, ví dụ, hoặc để trồng trọt trên sao Hỏa.
Khuyến nghị thứ hai là phóng các phiên bản chở hàng một chiều của Starship để đặt tất cả cơ sở hạ tầng và vật tư cần thiết lên bề mặt trước khi các phi hành gia đến sao Hỏa. Thay vì phi hành đoàn mang theo các môi trường sống cần được lắp ráp khi đã lên Hành tinh Đỏ, các tàu chở hàng Starship có thể được sử dụng làm môi trường sống.
Khuyến nghị thứ ba là tập trung vào việc phát triển các hệ thống hỗ trợ sự sống có thể đạt tỷ lệ thu hồi vật tư tiêu hao gần 100% nhất có thể. Nhóm của Maiwald cho biết điều này là bắt buộc, vì không có cách nào để thực hiện thành công một sứ mệnh nếu không hoàn thành điều này.
Khuyến nghị cuối cùng của họ là đưa các đối tác quốc tế vào để có thể giúp phát triển công nghệ và cung cấp tài trợ, mặc dù có cảnh báo rằng chính trị và chương trình nghị sự quốc tế sẽ tạo thêm một lớp quan liêu có thể làm chậm quá trình này. Tuy nhiên, vì Trump tuyên bố rằng việc lên sao Hỏa là vận mệnh hiển nhiên (bản thân nó là một cụm từ có vấn đề) của người Mỹ, nên vẫn chưa biết Hoa Kỳ sẽ muốn hợp tác với các quốc gia khác trong sứ mệnh như vậy đến mức nào.
Vì vậy, nếu việc đưa phi hành gia lên sao Hỏa thành công vào năm 2029 là không thể, thì khi nào Maiwald nghĩ rằng nhân loại cuối cùng có thể đến được Hành tinh Đỏ?
"Nỗ lực phát triển công nghệ là rất lớn và đòi hỏi nhiều thời gian", ông nói với Space.com. "Tôi chỉ có thể nói điều mà tôi vẫn luôn nói: Tôi sẽ rất vui nếu điều đó xảy ra trong cuộc đời tôi."
