Một năm sống trong không gian sâu mà không cần rời khỏi Trái đất. Đó là nhiệm vụ mà Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) vừa mở đơn tuyển chọn tình nguyện viên cho chương trình mô phỏng khám phá Mặt Trăng và Sao Hỏa, dự kiến bắt đầu từ tháng 8/2027.
Tại Trung tâm Vũ trụ Johnson ở Houston, các tình nguyện viên sẽ sinh hoạt trong môi trường biệt lập, nơi mọi điều kiện được thiết kế gần giống một căn cứ trên Mặt Trăng hoặc Sao Hỏa. Họ phải thích nghi với nguồn nước, thực phẩm và điện năng hạn chế, thực hiện các chuyến đi bộ giả lập trên bề mặt hành tinh, điều khiển xe tự hành, xử lý các tình huống khẩn cấp và hoàn thành các nhiệm vụ nghiên cứu như những phi hành gia thực thụ.
NASA tuyển tình nguyện viên tham gia nhiệm vụ mô phỏng sống một năm trong môi trường khắc nghiệt như trên Mặt Trăng và Sao Hỏa
NASA sẽ theo dõi toàn diện sức khỏe thể chất, tinh thần và khả năng phối hợp của các thành viên để đánh giá mức độ thích nghi của con người với các chuyến bay kéo dài nhiều tháng trong không gian sâu. Những dữ liệu thu được sẽ phục vụ Chương trình Nghiên cứu Con người, đồng thời hoàn thiện công nghệ và quy trình cho các sứ mệnh Artemis cũng như mục tiêu đưa con người lên Sao Hỏa.
Mặt Trăng, Sao Hỏa - khắc nghiệt thế nào?
Đằng sau chương trình "sống thử" là một thực tế: Mặt Trăng và Sao Hỏa đều là những môi trường khắc nghiệt bậc nhất mà con người từng hướng tới.
Chỉ cách Trái đất khoảng 384.400 km, Mặt Trăng là mục tiêu gần nhất của các sứ mệnh có người lái. Tuy nhiên, thiên thể này gần như không có khí quyển để giữ nhiệt và chắn bức xạ. Nhiệt độ trên bề mặt có thể lên tới khoảng 127 độ C khi được Mặt Trời chiếu sáng, nhưng giảm xuống âm 173 độ C vào ban đêm.
Mặt Trăng cũng không có từ trường bảo vệ, khiến bức xạ Mặt Trời và tia vũ trụ tác động trực tiếp lên bề mặt. Chỉ cần bộ đồ không gian hoặc nơi cư trú gặp sự cố, tính mạng phi hành gia có thể bị đe dọa chỉ sau vài phút.
Một thách thức khác là lớp bụi Mặt Trăng cực mịn, sắc cạnh như thủy tinh do không trải qua quá trình phong hóa. Loại bụi này dễ bám vào thiết bị, làm mài mòn vật liệu và có nguy cơ ảnh hưởng đến đường hô hấp nếu xâm nhập vào môi trường sống.
Nếu Mặt Trăng được ví như "sa mạc băng giá", thì Sao Hỏa còn khắc nghiệt hơn nhiều.
Khoảng cách giữa Trái đất và Sao Hỏa dao động từ khoảng 55 triệu đến hơn 400 triệu km, khiến hành trình thường kéo dài từ 6 đến 9 tháng. Khí quyển Sao Hỏa rất mỏng, với hơn 95% là khí CO₂ và áp suất chỉ khoảng 0,6% so với Trái đất, đồng nghĩa con người không thể hô hấp nếu không có hệ thống hỗ trợ sự sống.
Nhiệt độ trung bình khoảng âm 63 độ C, mùa đông tại các cực có thể xuống dưới âm 120 độ C. Những cơn bão bụi khổng lồ kéo dài hàng tuần, thậm chí hàng tháng, có thể bao phủ gần như toàn bộ hành tinh, làm giảm ánh sáng Mặt Trời và ảnh hưởng đến hệ thống cung cấp năng lượng.
Đáng lo ngại hơn, tín hiệu vô tuyến giữa Trái đất và Sao Hỏa mất từ 4 đến hơn 20 phút để truyền theo một chiều. Trong trường hợp khẩn cấp, các phi hành gia gần như phải tự xử lý mọi tình huống mà không thể chờ chỉ đạo từ mặt đất.
Chính vì vậy, trước khi nghĩ đến việc định cư trên các thiên thể khác, các nhà khoa học phải trả lời câu hỏi quan trọng nhất: con người có thể thích nghi với môi trường đó hay không?
Từ "sống thử" đến tham vọng dựng căn cứ ngoài Trái đất
Đó là lý do NASA triển khai chương trình mô phỏng mới, kết hợp hai dự án nghiên cứu HERA và CHAPEA thành một nhiệm vụ tích hợp kéo dài một năm.
Trong mô hình này, khu HERA đóng vai trò như tàu vũ trụ, còn CHAPEA là căn cứ trên Mặt Trăng hoặc Sao Hỏa. Các tình nguyện viên sẽ vận hành hệ thống sinh tồn, trồng cây, sửa chữa thiết bị, điều khiển robot, lái xe tự hành và thực hiện các chuyến thám hiểm trên bề mặt giả lập.
Đưa con người ra ngoài không gian luôn là một trong những chương trình khoa học tốn kém nhất lịch sử.
Mục tiêu của NASA không chỉ là kiểm nghiệm công nghệ mà còn đánh giá khả năng chịu đựng của con người trước sự cô lập kéo dài, áp lực tâm lý, thiếu tài nguyên và cường độ làm việc cao. Những dữ liệu này sẽ quyết định cách thiết kế căn cứ, phân bổ lương thực, nước uống, oxy và xây dựng quy trình ứng phó sự cố cho các sứ mệnh tương lai.
Song song với việc nghiên cứu con người, NASA cũng đang tăng tốc xây dựng hạ tầng trên Mặt Trăng.
Cuối tháng 6 vừa qua, cơ quan này đã lựa chọn ba doanh nghiệp tư nhân gồm Astrobotic, Firefly Aerospace và Intuitive Machines thực hiện bốn sứ mệnh đưa thiết bị khoa học lên Mặt Trăng vào cuối năm 2028. Tổng giá trị các hợp đồng gần 590 triệu USD.
Các chuyến bay sẽ mang theo camera lập thể, gương phản xạ laser, máy quang phổ và nhiều thiết bị nghiên cứu nhằm khảo sát địa chất, đánh giá tài nguyên và chuẩn bị cơ sở hạ tầng cho các căn cứ lâu dài gần cực Nam Mặt Trăng - nơi được cho là có trữ lượng băng nước lớn.
Nguồn nước này được kỳ vọng có thể tách thành oxy để hô hấp và hydro làm nhiên liệu tên lửa, giúp giảm đáng kể chi phí tiếp tế từ Trái đất.
Cuộc chinh phục có giá hàng trăm tỷ USD
Đưa con người ra ngoài không gian luôn là một trong những chương trình khoa học tốn kém nhất lịch sử.
Chương trình Apollo đưa con người lần đầu đặt chân lên Mặt Trăng tiêu tốn khoảng 25,8 tỷ USD theo giá trị thời điểm thực hiện, tương đương hơn 250 tỷ USD theo giá hiện nay.
Đối với Artemis, Văn phòng Tổng Thanh tra NASA từng ước tính riêng giai đoạn đầu của chương trình sẽ tiêu tốn khoảng 93 tỷ USD. Mỗi lần phóng tên lửa Hệ thống Phóng Không gian (SLS) có chi phí khoảng 2-4 tỷ USD, trong khi tàu Orion cũng tiêu tốn khoảng 1 tỷ USD cho mỗi chuyến bay.
Tham vọng đưa con người lên Sao Hỏa còn đắt đỏ hơn nhiều. Theo nhiều nghiên cứu quốc tế, một sứ mệnh có người lái có thể cần từ 100 đến 500 tỷ USD, tùy quy mô căn cứ, thời gian lưu trú và số lượng phi hành gia.
Cuộc đua này cũng không còn là sân chơi riêng của NASA. Nhiều doanh nghiệp tư nhân và các cường quốc không gian đang đầu tư mạnh vào công nghệ tên lửa, tàu đổ bộ, robot tự hành và hệ thống khai thác tài nguyên ngoài Trái đất với kỳ vọng mở ra nền kinh tế không gian trong tương lai.
Việc NASA tuyển tình nguyện viên "sống thử" trên Mặt Trăng và Sao Hỏa vì thế không đơn thuần là một thí nghiệm tâm lý hay sinh học. Đây là bước chuẩn bị quan trọng để giải đáp câu hỏi lớn mà nhân loại theo đuổi suốt nhiều thập kỷ: con người có thể sinh sống lâu dài ngoài Trái đất hay không. Nếu những mô hình mô phỏng hôm nay mang lại kết quả tích cực, chúng sẽ trở thành nền móng cho các căn cứ đầu tiên trên Mặt Trăng và mở đường cho hành trình chinh phục Sao Hỏa – mục tiêu được xem là cột mốc tiếp theo trong lịch sử khám phá không gian của loài người.
