Chúng ta đều biết đến giấc mơ táo bạo của Elon Musk: đưa 100.000 người lên Sao Hỏa bằng 1.000 con tàu vũ trụ. Nhưng liệu chúng ta đang tiến gần đến hiện thực đó đến mức nào?
Với việc Sao Hỏa là hành tinh duy nhất (ngoài Trái Đất) có khả năng hỗ trợ sự sống, nhiều quốc gia trên thế giới đang nỗ lực triển khai các sứ mệnh đưa con người đến hành tinh đỏ.
Điều này đã thổi bùng một "cơn sốt Sao Hỏa" thực sự, đặc biệt sau khi ba tàu thăm dò khác nhau đã hạ cánh thành công lên hành tinh này chỉ trong năm nay. Nhưng điều gì thực sự đang cản bước con người đặt chân lên Sao Hỏa? Hãy cùng phân tích những thách thức lớn nhất mà chúng ta cần vượt qua.
Khoảng cách khổng lồ: Từ Trái Đất đến Sao Hỏa
Khoảng cách giữa Trái Đất và Sao Hỏa là vô cùng lớn, hai hành tinh chỉ tiến gần nhau nhất mỗi 26 tháng, khi cùng nằm trên một đường thẳng. Lúc gần nhất, chúng cách nhau 55 triệu km; khi xa nhất, khoảng cách có thể lên đến 400 triệu km. Một chuyến đi một chiều đến Sao Hỏa mất ít nhất 6 tháng. Với thời gian làm việc trên hành tinh đỏ gần 500 ngày, tổng thời gian của chuyến đi khứ hồi có thể kéo dài tới 900 ngày – gần 3 năm! Và trong suốt hành trình dài đó, không thể có tiếp tế. Điều này đồng nghĩa với việc phi hành gia phải mang theo một lượng khổng lồ thực phẩm, thiết bị và năng lượng.
Trọng tải khổng lồ: Cần nhiều tên lửa hơn
Để sinh tồn trên Sao Hỏa, mỗi nhóm phi hành gia cần ít nhất 40 tấn vật tư. Thêm vào đó là tàu vũ trụ, nơi ở, thiết bị hạ cánh và cất cánh – tổng trọng lượng có thể đạt tới 1.000 tấn. Con số này vượt xa khả năng mang theo của bất kỳ tên lửa hiện tại nào. Giải pháp là phóng dần các bộ phận lên quỹ đạo Trái Đất và lắp ráp tại đó trước khi hành trình tới Sao Hỏa bắt đầu. Tuy nhiên, điều này kéo theo hàng loạt thách thức kỹ thuật như thiết kế tổng thể nhiệm vụ, tối ưu hóa quỹ đạo, lưu trữ nhiên liệu đông lạnh, và lắp ráp ngoài không gian.
Sống trong không gian: Làm sao để phi hành gia giữ gìn sức khỏe?
Trong suốt hành trình dài, phi hành gia sẽ sống trong môi trường không trọng lực và bị bức xạ vũ trụ tác động mạnh. Để chuyến đi khả thi, chúng ta cần công nghệ tiên tiến về bảo quản thực phẩm lâu dài, chống bức xạ và hỗ trợ y tế. Ngoài ra, việc duy trì sức khỏe thể chất lẫn tinh thần trong không gian chật hẹp cũng là yếu tố then chốt đảm bảo họ vẫn ổn định cho đến cuối hành trình.
Độ trễ liên lạc: Thách thức mới trong giao tiếp Trái Đất – Sao Hỏa
Một rào cản lớn của việc khám phá Sao Hỏa là liên lạc. Khoảng cách xa khiến thời gian trễ trong liên lạc có thể lên đến 44 phút cho cả hai chiều. Điều này khiến việc giao tiếp thời gian thực với phi hành gia gần như bất khả thi. Để khắc phục, chúng ta cần một mạng lưới liên lạc hoàn toàn mới, đảm bảo phi hành đoàn luôn giữ được liên lạc ổn định với Trái Đất.
Hạ cánh trên Sao Hỏa: Bầu khí quyển mỏng là một trở ngại
Hạ cánh lên Sao Hỏa cũng là một bài toán khó. Khí quyển của hành tinh này quá mỏng khiến dù không hoạt động kém hiệu quả. Vì thế, các hệ thống hạ cánh hiện đại như động cơ đẩy ngược (retro-rockets) sẽ được sử dụng. Thêm vào đó, do độ trễ liên lạc, toàn bộ quy trình hạ cánh phải hoàn toàn tự động. Công nghệ hạ cánh vì vậy cần đạt độ tin cậy cực cao và có khả năng xử lý mà không cần chỉ đạo từ Trái Đất.
Khung hệ thống thám hiểm Sao Hỏa
Để thực hiện trọn vẹn sứ mệnh, cần xây dựng một hệ thống thám hiểm toàn diện gồm ba thành phần chính:
1. Hệ thống thám hiểm không người lái:
Bao gồm vệ tinh quay quanh quỹ đạo Sao Hỏa, thiết bị hạ cánh và xe tự hành dùng để khảo sát địa hình, thu thập dữ liệu môi trường và kiểm nghiệm công nghệ.
2. Hệ thống vận tải vũ trụ:
Bao gồm các phương tiện như tên lửa phóng, giai đoạn chuyển tiếp, hệ thống hạ/cất cánh và cơ sở vật chất trên mặt đất tại Sao Hỏa.
3. Hệ thống hỗ trợ hoạt động bề mặt:
Bao gồm các mô-đun sinh sống, phòng thí nghiệm khoa học, xe di chuyển và thiết bị hỗ trợ hoạt động ngoài trời (EVA), tất cả đều được thiết kế để hỗ trợ cuộc sống và nghiên cứu trên bề mặt hành tinh đỏ.
Các giai đoạn trong hành trình khám phá Sao Hỏa
Toàn bộ sứ mệnh có thể chia làm nhiều giai đoạn:
- Giai đoạn 1: Vận chuyển vật tư
– Gửi nhiên liệu và thiết bị cơ bản lên quỹ đạo Trái Đất để lắp ráp.
- Giai đoạn 2: Đưa người lên Sao Hỏa
– Sau khi căn cứ trên Sao Hỏa được chuẩn bị, con người sẽ bay đến và cập vào mô-đun trung chuyển.
- Giai đoạn 3: Hoạt động trên bề mặt
– Phi hành gia thực hiện nghiên cứu và các hoạt động thám hiểm tại Sao Hỏa.
- Giai đoạn 4: Trở về Trái Đất
– Sau khi hoàn thành nhiệm vụ, phi hành đoàn quay trở lại mô-đun trung chuyển để quay về Trái Đất.
Tương lai của hành trình tới Sao Hỏa
Dù công nghệ cần thiết cho sứ mệnh có người lên Sao Hỏa đang dần hình thành, chặng đường phía trước vẫn còn dài. Sứ mệnh đòi hỏi ngân sách khổng lồ và các đột phá trong công nghệ đẩy, hệ thống duy trì sự sống và lá chắn bức xạ. Những đổi mới như động cơ nhiệt hạt nhân có thể rút ngắn hành trình, nhưng hiện tại chúng ta vẫn cần những bước tiến lớn hơn nữa. Khi công nghệ không gian tiếp tục phát triển, ngày con người đặt chân lên Sao Hỏa không còn xa nữa. Khoảnh khắc nhân loại trở thành giống loài liên hành tinh đang ở trong tầm tay – và đây chính là thời khắc đầy hứng khởi cho những ai đam mê vũ trụ! Bạn đã sẵn sàng trở thành một phần của hành trình liên hành tinh vĩ đại này chưa?
