Sống trên Mặt trăng, sao Hỏa hay ngoài không gian là điều không thể

Cơ thể con người và giới hạn sinh học

Những tiến bộ công nghệ về tên lửa, robot hay kỹ thuật xây dựng đã đưa con người ngày càng gần hơn với giấc mơ vươn ra ngoài Trái đất. Tuy nhiên, thách thức lớn nhất để sinh tồn trong không gian lại đến từ chính cơ thể mềm yếu của con người. Cho đến nay, chưa có giải pháp nào triệt để để khắc phục điều này, khiến cuộc sống ngoài Trái đất vẫn là một mục tiêu đầy xa vời.

Theo chia sẻ của các phi hành gia, nhà khoa học và bác sĩ, một trong những rào cản lớn nhất là chúng ta chưa biết chắc điều gì sẽ xảy ra khi con người sống lâu dài ngoài Trái đất. Thực tế, chưa ai từng sống trong không gian quá 14 tháng liên tục, và tổng số người từng bước chân ra ngoài quỹ đạo mới chỉ 757. Điều này khiến dữ liệu nghiên cứu còn quá ít ỏi.

Những gì đã ghi nhận cho thấy, sống trong môi trường vi trọng lực gây ra hàng loạt tác động tiêu cực: mất cơ và xương, huyết áp giảm, thị lực suy yếu. Phần lớn có thể phục hồi khi quay lại Trái đất, nhưng phơi nhiễm bức xạ vũ trụ lại để lại hệ lụy lâu dài, như nguy cơ ung thư, đục thủy tinh thể và tổn thương thần kinh trung ương. NASA cho biết, thời gian lưu trú càng lâu, tình trạng sức khỏe càng xấu đi. Ngay cả chuyến đi ngắn như hành trình khứ hồi lên sao Hỏa cũng kéo dài 2-3 năm (khoảng thời gian chưa ai từng trải qua để có dữ liệu đầy đủ).

Phi hành gia Frank Rubio, người lập kỷ lục Mỹ với 371 ngày liên tục trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS), cho biết ông phải mất tới 6 tháng để cơ thể hồi phục sau khi trở về. Hiện tượng “đầu phình chân gầy”, tức dịch cơ thể dồn lên mặt khiến đầu sưng phồng còn chân teo lại là ví dụ điển hình cho những biến đổi sinh học bất thường trong không gian.

Không gian quỹ đạo thấp (LEO) – nơi ISS hoạt động ngày càng đông đúc với hơn 9.000 tấn rác vũ trụ, làm gia tăng nguy cơ va chạm thảm khốc. Mặt trăng gần Trái đất nhưng không có bầu khí quyển bảo vệ khỏi bức xạ, ban đêm kéo dài tới 2 tuần. Sao Hỏa có bầu khí quyển dày hơn, nhưng cũng thiếu oxy, đất chứa độc tố và thường xuyên có bão bụi nguy hiểm.

Như nhà vật lý thiên văn Mike Shara nhận định: “Điểm khác biệt duy nhất của Trái đất so với mọi nơi khác trong Hệ Mặt trời là có oxy tự do trong khí quyển. Ở bất kỳ hành tinh nào khác, nếu bạn thử hít thở, bạn sẽ chết ngay tức khắc”.

Tìm kiếm giải pháp sinh tồn trong không gian

Nhiều tập đoàn công nghệ đang nghiên cứu cách xây dựng các khu định cư trong không gian, trên Mặt trăng hay sao Hỏa. Blue Origin và NASA thử nghiệm in 3D công trình và tách oxy từ đất Mặt trăng. SpaceX muốn biến CO₂ trên sao Hỏa thành nhiên liệu methane cho tàu quay về Trái đất, gọi là ISRU (tận dụng tài nguyên tại chỗ). Tuy nhiên, đến nay chưa ai chứng minh mô hình này có thể vận hành ở quy mô lớn.

Một số người, trong đó có Jeff Bezos lại tin rằng giải pháp tối ưu không phải Mặt trăng hay sao Hỏa, mà là xây dựng các trạm quay khổng lồ trong không gian – một ý tưởng từng được nhà vật lý Gerard K. O’Neill đưa ra từ thập niên 1970. Những công trình này tạo ra lực hấp dẫn nhân tạo bằng chuyển động quay, nhưng sẽ là dự án xây dựng tốn kém và tham vọng nhất lịch sử, có thể kéo dài hàng thế kỷ.

Ngoài ra, rủi ro bức xạ vẫn luôn hiện hữu. Phi hành gia trên ISS hấp thụ lượng bức xạ gấp 100 lần so với người sống trên Trái đất. Một chuyến đi 3,5 năm tới sao Hỏa có thể tương đương với 16.500 lần chụp X-quang ngực, đủ để gây ung thư và nhiều bệnh lý lâu dài. Thậm chí, một cơn bão mặt trời bất ngờ có thể tiêu diệt toàn bộ phi hành đoàn chỉ trong vài giờ.

Để hạn chế, các chuyên gia đề xuất thiết kế tàu vũ trụ dạng khối cầu dày đặc, hoặc bao quanh khu sinh hoạt bằng nước để hấp thụ bức xạ. Một số ý tưởng cho rằng phi hành gia trên Mặt trăng hay sao Hỏa có thể phải sống dưới lòng đất như “chuột chũi” để tránh tổn thương từ phóng xạ.

Ngoài nơi ở, vấn đề lương thực cũng nan giải. Dù ISS đã thử nghiệm trồng rau dưới ánh sáng LED, nhưng nguồn này không đủ để nuôi sống con người trong thời gian dài. Đất trên Mặt trăng và sao Hỏa đều chứa nhiều hợp chất độc hại, cần xử lý phức tạp trước khi gieo trồng.

Ngay cả y tế cũng là rào cản lớn. Trong môi trường vi trọng lực, máu không chảy bình thường, thuốc gây mê dạng khí có thể phát tán khắp khoang gây nguy hiểm, còn tín hiệu khẩn cấp từ sao Hỏa phải mất 20 phút mới về tới Trái đất. Phẫu thuật trong không gian vì thế gần như chưa có lời giải.

Dù nhiều giải pháp công nghệ đang được nghiên cứu, các nhà khoa học đều cho rằng việc sống lâu dài ngoài Trái đất vẫn là viễn cảnh xa vời. Những thách thức về sinh học, môi trường và kỹ thuật cho thấy, Trái đất vẫn là nơi duy nhất trong vũ trụ hiện nay phù hợp cho sự sống con người.