Hành trình thám hiểm Hỏa Tinh

Hà Dương Cự

Hành trình thám hiểm Hỏa Tinh. (Hình: mars.nasa.gov)

Ông Elon Musk đã tiên đoán là con người không những sẽ lên thám hiểm Hỏa Tinh (Mars) mà sẽ còn định cư trên đó nữa.

Chắc bạn cũng biết ông Elon Musk là một tỷ phú, theo Forbes thì tài sản của ông ta hiện tại trị giá khoảng $20.5 tỷ. Ông là người sáng lập ra công ty xe điện Tesla và công ty thám hiểm không gian SpaceX.

Muốn lên Hỏa Tinh dễ hay khó? Những trở ngại nào khiến cho con người chưa thám hiểm Hỏa Tinh được? Vì sao ông Elon Musk có thể khẳng định như vậy được?

Hỏa Tinh ở đâu và cách xa trái đất bao nhiêu? 

Hỏa Tinh là hành tinh thứ tư tính từ mặt trời trong Thái Dương Hệ và là hành tinh gần trái đất thứ nhì sau Kim Tinh (Venus). Vì trái đất và Hỏa Tinh luôn luôn di động nên khoảng cách giữa trái đất và Hỏa Tinh không cố định. Trên lý thuyết thì khoảng cách gần nhất là 54.6 triệu cây số (33.9 triệu dặm) và xa nhất là 401 triệu cây số (250 triệu dặm).

Có gì trên Hỏa Tinh? 

So với trái đất thì Hỏa Tinh chỉ lớn hơn phân nửa trái đất một chút. Từ đằng xa thì trái đất màu xanh vì 70% là biển cả còn Hỏa Tinh thì có màu hơi đỏ vì đá và bụi bao phủ và có khoáng chất có nhiều chất sắt. Hành tinh được đặt tên là Mars, thần chiến tranh của người La Mã vì Hỏa Tinh có màu đỏ như máu. Người Hy Lạp gọi là Sao Ares, cũng là thần chiến tranh. Hỏa Tinh có hai vệ tinh bay quanh, được đặt tên là Phobos và Deimos, tên của hai con trai của Ares.

Hỏa Tinh rất là lạnh, nhiệt độ trung bình là âm 63 độ C. Trọng lực của Hỏa Tinh chỉ bằng 1/3 trọng lực trên trái đất. Một người nặng 50 ký lô ở trái đất chỉ nặng khoảng 18.5 ký lô trên Hỏa Tinh. Bầu khí quyển của Hỏa Tinh mỏng hơn bầu khí quyển trái đất rất nhiều và 95% là các-bon đi-ô-xít. Phần còn lại là khí ni-trô, a-gon (argon), dưỡng khí và nhiều khí khác. Dưỡng khí có 0.13%, quá ít cho con người.

Hỏa Tinh. (Hình: NASA)

Tiến trình dọ thám Hỏa Tinh 

Khoảng đầu thập niên 1960, Liên Bang Xô Viết và Hoa Kỳ đã thử phóng nhiều tàu vũ trụ (spacecraft) lên để dọ thám Hỏa Tinh nhưng đều thất bại. Vào Tháng Mười Một, 1964, Hoa Kỳ đã thành công trong việc phóng tàu vũ trụ Mariner 4 để dọ thám Hỏa Tinh. Vào thời điểm đó tàu vũ trụ không bay thẳng đến Hỏa Tinh mà chỉ là bay ngang (flyby) thôi. Mariner 4 tiếp cận gần nhất với Hỏa Tinh vào Tháng Bảy, 1965, điểm gần nhất cách Hỏa Tinh khoảng 10,000 cây số. Mariner 4 gửi về trái đất 21 hình Hỏa Tinh, đó là những hình ảnh đầu tiên chụp Hỏa Tinh gần. Sau đó Hoa Kỳ đã gửi thêm mấy tàu vũ trụ bay ngang Hỏa Tinh.

Năm 1971, Liên Bang Xô Viết đã gửi được tàu vũ trụ Mars3 lên Hỏa Tinh. Mars3 được chia làm hai, tàu hạ cánh (lander), tức là phần đáp xuống Hỏa Tinh, thì thất bại, nhưng tàu quỹ đạo (orbiter), tức là phần bay vòng quanh Hỏa Tinh, thì thành công. Cùng năm 1971 Hoa Kỳ phóng thành công tàu quỹ đạo Mariner 9. Tàu này bay vòng quanh Hỏa Tinh trong gần một năm trời và gửi về trái đất rất nhiều hình ảnh rõ nét của Hỏa Tinh.

Năm 1975, NASA phóng lên Hỏa Tinh hai tàu vũ trụ Viking 1 và Viking 2. Đây là lần đầu tiên một vật thể từ trái đất đáp xuống được Hỏa Tinh. Sau một thời gian không hoạt động, vào thập niên 1990 NASA lại phóng tàu vũ trụ lên Hỏa Tinh. Năm 2003 Hoa Kỳ đưa lên Hỏa Tinh hai tàu lưu động (rover) tên là Spirit và Opportunity để dọ thám Hỏa Tinh.

NASA chỉ dự trù hai tàu lưu động này hoạt động trong vòng 90 ngày. Nhưng không ngờ Spirit sống sót cho tới năm 2010. Opportunity vẫn còn đi lang thang trên Hỏa Tinh, vẫn làm những thí nghiệm khoa học và gửi hình ảnh về trái đất.

Hai tàu lưu động Spirit và Opportunity đã gửi về trái đất nhiều thông tin về Hỏa Tinh. Vì nước được coi như là nguồn căn bản cho sự sống nên các nhà khoa học rất muốn tìm xem Hỏa Tinh có nước hay không. Hai tàu lưu động đã tìm thấy dấu vết của nước, tức là trước đây Hỏa Tinh có nước. Tuy nhiên những cố gắng để tìm xem có vi khuẩn hay bất cứ một loại sinh vật nào đều không có kết quả. Có thể trước đó Hỏa Tinh đã có sinh vật, nhưng bây giờ thì không.

Hiện nay Liên Minh Châu Âu, Nga Xô và Ấn Độ đã có tàu vũ trụ thám hiểm Hỏa Tinh. Trung Quốc và Nhật Bản có thử nhưng không thành công.

Làm sao lên Hỏa Tinh 

Vì trái đất và Hỏa Tinh di chuyển trên hai quỹ đạo khác nhau với hai vận tốc khác nên có lúc gần lúc xa. Cứ khoảng mỗi hai năm thì có một cơ hội để phóng tàu vũ trụ lên Hỏa Tinh mà ít tốn nhiên liệu nhất. Các nhà khoa học không thể nhắm tàu vũ trụ vào Hỏa Tinh lúc phóng mà phải nhắm vào vị trí của Hỏa Tinh lúc tới. Thường phải có vài sự điều chỉnh hướng đi trong khi đi thì mới không hụt Hỏa Tinh. Nếu mọi sự tốt đẹp thì thời gian đi khoảng bảy, tám tháng.

Hình vẽ Mars Exploration Rover. (Hình: NASA)

Muốn đáp xuống Hỏa Tinh thì lại có nhiều vấn đề khác. Tàu vũ trụ bay rất nhanh nếu không làm cho chậm lại thì sẽ vị tan nát khi đâm xuống Hỏa Tinh. Hơn nữa bầu khí quyển của Hỏa Tinh tuy ít nhưng cũng làm nóng tàu vũ trụ, nên phải có màn chắn để không bị cháy. Sau đó phải kích hoạt động cơ phản lực để làm chậm lại. Tất cả diễn tiến phải được xảy ra đúng từng giây. Nếu không thì sẽ bị hư hại.

Phần trên là chỉ nói về máy móc còn con người thì sao? Đi trong không gian khoảng bảy, tám tháng có rất nhiều vấn đề cần giải quyết. Vấn đề đầu tiên là có đủ dưỡng khí, nước và thực phẩm để sống. Còn những vấn đề như phóng xạ, cô lập và không có trọng lượng. Hoa Kỳ và nhiều nước khác đã thử nghiệm con người sống ngoài không gian trên International Space Station, nên cũng có nhiều kinh nghiệm. Tuy nhiên chưa ai thử bay đi Hỏa Tinh cả.

Làm sao trở về từ Hỏa Tinh 

Phần đi tới Hỏa Tinh như đã nói ở trên tuy là rất khó khăn nhưng tương đối dễ hơn so với phần đi về. Thứ nhất là chưa ai thử đi từ Hỏa Tinh về trái đất. Thứ hai là tất cả những gì cần thiết cho chuyến đi về đều phải được đem theo từ trái đất, không thể thiếu thứ gì. Nhất là nhiên liệu cần thiết cho hỏa tiễn. Như vật rất nặng nề, khó có hỏa tiễn nào đủ mạnh để đem tất cả lên Hỏa Tinh một lần.

Hoạt động của NASA 

NASA dự trù là sẽ gửi người lên Hỏa Tinh vào thập niên 2030. Từ bây giờ tới lúc đó NASA có rất nhiều chương trình để tiếp tục tìm hiểu thêm về Hỏa Tinh. NASA dự định phóng lên Hỏa Tinh một tàu lưu động và sau đó tìm cách phóng một tàu vũ trụ lên Hỏa Tinh. Tàu này sẽ tự động xúc một ít đất của Hỏa Tinh và tự động bay trở về trái đất.

Có hai mục đích chính. Một là thử hệ thống bay về từ Hỏa Tinh. Hai là phân tích đất đai của Hỏa Tinh xem có thể trồng thực phẩm cho các phi hành gia không. Vấn đề này rất quan trọng vì nếu có nguồn thực phẩm tại chỗ thì không phải đem từ trái đất và tiết kiệm được rất nhiều nhiên liệu.

Với tinh thần mạo hiểm và nhiều đầu óc sáng tạo tôi tin rằng một ngày nào đó ông Musk và NASA sẽ thành công trong việc lên thám hiểm Hỏa Tinh. (Hà Dương Cự)

—————-
Nguồn tài liệu: https://nssdc.gsfc.nasa.gov, https://mars.nasa.gov, www.jpl.nasa.gov

Trở lại