Sống trên sao Hỏa: viễn tưởng và thực tế

TTCT - Trái đất trở nên chật chội, dân số tăng chóng mặt, tài nguyên bị tiêu xài hoang phí và trở nên cạn kiệt, môi trường ngày càng ô nhiễm hơn... Người ta nghĩ đến chuyện tìm một thế giới khác để bắt đầu cuộc sống mới.

Hình ảnh mô phỏng cảnh các phi hành gia lên tạo dựng các căn cứ trên sao Hỏa... - Ảnh: NASA

Sự kiện tàu Curiosity của Cơ quan Hàng không vũ trụ Mỹ (NASA) đáp xuống sao Hỏa tuy là một tiến bộ khoa học - công nghệ mới của nhân loại nhưng mới chỉ là một bước cực nhỏ trong quá trình tìm kiếm sự sống và thiết lập nơi ở tại hành tinh đỏ này. Công cuộc chinh phục sao Hỏa cần sự quả cảm, lòng quyết tâm và trên hết là thời gian và kinh phí khổng lồ.

Tại sao lại là sao Hỏa?

Quá trình địa khai hóa sao Hỏa có thể tóm tắt ở ba giai đoạn thay đổi chính: đó là tạo dựng một bầu khí quyền, giữ cho bầu không khí ấm áp và giữ cho khí quyển không bị mất vào khoảng không vũ trụ.

Cuộc chinh phục vũ trụ để tìm đến các hành tinh khác trong và ngoài Hệ Mặt trời đã được tiến hành từ lâu, không chỉ để thỏa chí tò mò của con người về nguồn gốc và sự hình thành của vũ trụ, sự sống mà còn có nguyên do khác: tìm một nền văn minh ngoài Trái đất hoặc một hành tinh mà con người có thể trú ngụ được.

Chúng ta cũng phải tính đến chuyện hành tinh xanh gặp thảm họa, hay nguy cơ bị thiên thạch đâm trúng như cách đây 65 triệu năm đã xảy ra với loài khủng long. Khi đó, chúng ta cần một hành tinh thứ hai để trú ẩn.

Nhưng nơi đó là chỗ nào trong vũ trụ bao la này? Nơi nào trong vũ trụ mà chúng ta có thể bắt đầu chiếm đóng? Đầu tiên và gần nhất là Mặt trăng. Nhưng hành tinh cằn cỗi này không có bầu khí quyển.

Điều này sẽ không giúp nó có thể cản được tia Mặt trời và các tia vũ trụ độc hại. Mặt trăng cho đến giờ cũng chưa có dấu hiệu của nước và chênh lệch nhiệt độ lại quá cao. Lực hấp dẫn của nó cũng chỉ bằng 1/6 của Trái đất.

Xa hơn có các mặt trăng của sao Mộc và sao Thổ. Những mặt trăng này tuy có nước nhưng nhiệt độ lại quá lạnh và ở khoảng cách quá xa so với chúng ta. Sao Thủy và sao Kim lại quá nóng. Trong khi đó sao Mộc, sao Thổ, sao Thiên vương, sao Hải vương lại có quá nhiều khí không tương thích với con người.

Tác giả J. Richard Gott thuộc Trường đại học Princeton (Mỹ) viết trong nghiên cứu “Một mục tiêu cho chương trình du hành vũ trụ của con người” đăng trên trang web của NASA rằng nếu con người muốn tìm một nơi để xâm chiếm vĩnh viễn trong vũ trụ, sao Hỏa có vẻ như là nơi hợp lý nhất để bắt đầu.

Sao Hỏa có nước, lực hấp dẫn ở mức chấp nhận được (bằng 1/3 của Trái đất), có bầu khí quyển và có những chất hóa học cần thiết cho sự sống. Việc sống trong các “ngôi nhà” được đào sâu dưới lòng đất cũng giúp chúng ta tránh được những nguy cơ nhiễm phóng xạ vũ trụ.

... cuộc sống của những cư dân đầu tiên trên sao Hỏa - Ảnh: NASA

“Địa khai hóa” hành tinh đỏ

Vì khí quyển của sao Hỏa rất mỏng nên áp suất bề mặt cũng rất thấp, chừng 0,6 kilopascal (so với của Trái đất là 101,3 kilopascal). Tại đỉnh núi cao nhất Olympus (cao 22.000m), áp suất khoảng 0,003 kilopascal (so với Trái đất là 4 kilopascal ở cùng độ cao). Khí quyển của sao Hỏa bao gồm 95% khí CO₂, 3% khí nitơ, 1,6% argon và chỉ có một chút vết tích oxy, nước và methane.

Ngoài ra, những yếu tố cơ bản cần thiết cho sự sống đã hiện diện trên bề mặt và khí quyển của sao Hỏa. Một lượng lớn nước dạng băng tồn tại bên dưới bề mặt sao Hỏa cũng như tại bề mặt ở cực của hành tinh đỏ.

Và nếu như lượng băng này tan chảy sẽ tạo ra một đại dương sâu 11m ở hành tinh này. Với những điều kiện và tiềm năng như vậy, chúng ta sẽ phải làm như thế nào để biến sao Hỏa thành ngôi nhà mới?

Công cuộc biến một hành tinh không có sự sống thành một nơi mà con người có thể sinh sống được gọi là địa khai hóa (terraforming).

Quá trình địa khai hóa sao Hỏa liên quan đến rất nhiều công đoạn phức tạp từ việc du hành đến hành tinh đỏ, xây dựng căn cứ và chỗ ở tại đây cùng một giai đoạn cải tạo khí hậu và bề mặt. Riêng giai đoạn cải tạo khí hậu của một hành tinh thì không thể diễn ra trong một sớm một chiều được, đôi khi phải mất đến cả trăm, cả ngàn năm.

Đó là còn chưa kể đến những vấn đề phức tạp nảy sinh khi đưa người lên hành tinh này, bao gồm cả một nền kinh tế tự lập, chính trị, dân số hay những vấn đề sức khỏe liên quan đến tình trạng trọng lực yếu hơn Trái đất.

Và bởi khí quyển sao Hỏa chứa chủ yếu là khí CO₂, một loại khí nhà kính, một khi hành tinh này nóng dần lên, CO₂ có thể sẽ giúp giữ nhiệt năng gần bề mặt của nó, nhiều khí CO₂ sẽ xâm nhập bầu khí quyển từ các nơi dự trữ băng giá ở hai cực của sao Hỏa, tăng cường hiệu ứng nhà kính.

Điều này có nghĩa là hai quá trình tạo dựng và làm nóng bầu khí quyển bổ sung cho nhau, giúp ích cho việc địa khai hóa.

... các phi hành gia ở trong các căn cứ dưới lòng đất, trong những ống dung nham gần bề mặt sao Hỏa - Ảnh: NASA

Đi không trở lại

Trong một cuộc phỏng vấn với AFP năm 2008, nhà du hành vũ trụ người Mỹ Buzz Aldrin đã nêu quan điểm rằng những nhà du hành đầu tiên đến sao Hỏa nên chuẩn bị tinh thần để sống phần đời còn lại của mình tại hành tinh này.

Điều đó cũng giống như những người châu Âu tiên phong khám phá châu Mỹ và khi đó họ biết rằng sẽ không quay trở về quê hương nữa.

Có nhiều lý do để một đi không trở lại. Nếu như Buzz Aldrin, Neil Armtrong và Michael Collins phải mất tám ngày để đến được Mặt trăng (cách Trái đất 380.000km) thì đến sao Hỏa khó hơn vạn lần. Khoảng cách từ hành tinh đỏ đến Trái đất nằm trong khoảng 55 triệu đến hơn 400 triệu km.

Nếu như muốn đến sao Hỏa rồi quay về thì phải mất đến một năm rưỡi. Và nếu đã mất công đi xa và lâu đến như vậy, theo Aldrin, không lẽ các phi hành gia chỉ đặt chân lên sao Hỏa một chút rồi về ngay?

NASA và Cơ quan Hàng không vũ trụ châu Âu (ESA) đang vẽ ra một kế hoạch thử nghiệm cho sứ mệnh đưa người lên sao Hỏa. Sứ mệnh này có thể diễn ra vào khoảng từ năm 2030-2040.

Dựa trên những kinh nghiệm có được từ kế hoạch đưa người trở lại Mặt trăng, sứ mệnh sao Hỏa có thể bao gồm tới sáu người với các hệ thống hỗ trợ sự sống và các thiết bị tiền chiếm đóng trên bề mặt sao Hỏa.

Aldrin gợi ý những người khác sẽ gia nhập nhóm tiên phong này sau đó. Lúc này sẽ có khoảng 30 người trên hành tinh đỏ. Ông nói: “Những người này cần chuẩn bị tâm lý là những người tiên phong khai phá sao Hỏa và đừng mơ tưởng chuyện sẽ trở về Trái đất trong vòng một vài năm”.

Theo lộ trình Aldrin đề ra, ở tuổi 30, những người chấp nhận tham gia sứ mệnh sẽ được huấn luyện. Sau năm năm, họ sẽ được đưa đến sao Hỏa. Đến năm họ 65 tuổi, lúc đó có lẽ đã có nhiều tiến bộ trên sao Hỏa. Họ có thể nghỉ hưu, sống trên sao Hỏa hoặc về lại Trái đất.

Số tháng 10-11 năm 2012 của Journal of Cosmology đã cho in lại một đoạn của Dirk Schulze-Makuch (Đại học bang Washington) và Paul Davies (Đại học bang Arizona) trong cuốn sách Sứ mệnh con người đến sao Hỏa: Xâm chiếm hành tinh đỏ.

Trong đó sứ mệnh này có một số điểm đáng chú ý như sau. Đó là vì sao Hỏa không có lá chắn ozone và lớp từ quyển bảo vệ, khi đó các robot sẽ giúp xây dựng các môđun cơ bản bên trong các ống dung nham dưới lòng đất gần bề mặt sao Hỏa hoặc các hang động băng giá để làm nơi trú ẩn cho con người.

Sứ mệnh tưởng tượng này cũng chủ trương đưa người lên sao Hỏa và không quay về. Theo đó, một tình nguyện viên khi cam kết tham gia sứ mệnh sẽ phải hiểu biết đầy đủ về chuyện không quay về này, nhất là quãng đường đến đó quá xa.

Chuyến bay đầu tiên sẽ có bốn người và sau đó những người khác sẽ đến sao Hỏa cho đến khi dân số ở đây trên 150 người. Hàng hóa cung cấp từ Trái đất sẽ được vận chuyển thường xuyên.

Ý tưởng đưa người lên sao Hỏa đến nay vẫn bị một số ý kiến của các nhà khoa học phản đối vì nó quá tốn kém so với các sứ mệnh không người lái.

Ngoài ra, những người lên sao Hỏa sẽ phải chịu nguy cơ về ức chế tâm lý và ADN bị hủy hoại bởi những hạt hạ nguyên tử chuyển động nhanh, gọi là tia vũ trụ.

Chưa kể đến chuyện mất bao lâu để có thể địa khai hóa xong sao Hỏa, chỉ riêng chuyện phát triển một xã hội riêng và tách biệt với Trái đất ở trên hành tinh này cũng là một vấn đề lớn.

Câu hỏi được đặt ra là nếu đưa một vài cặp vợ chồng lên sao Hỏa để họ tự sinh sôi thì mọi chuyện sẽ ra sao? J. Richard Gott tính toán nếu các cặp vợ chồng được đưa lên sao Hỏa có bốn đứa con thì phải mất đến 600 năm hành tinh này mới có khoảng 1 triệu dân. J. Richard Gott cảnh báo về chi phí và thời gian cho việc chinh phục sao Hỏa.

Ông gợi ý nhân loại nên bỏ qua việc xâm chiếm Mặt trăng mà hãy tiến thẳng đến sao Hỏa càng sớm càng tốt.