Kế hoạch định cư sao Hỏa của Elon Musk thực tế đến đâu?

Elon Musk, người sáng lập SpaceX và Tesla, mới đây đã công bố một số chi tiết trong dự định của ông về việc di cư đến các hành tinh khác trong hệ mặt trời, bao gồm sao Hoả, mặt trăng Europa của sao Mộc và vệ tinh Enceladus của sao Thổ.

Kế hoạch đầy tham vọng của Musk - được thiết kế giúp cho con người ngụ cư nhiều hành tinh trong trường hợp nền văn minh Trái Đất suy tàn - bao gồm việc mở ra các chuyến bay tới sao Hỏa sớm nhất vào năm 2023.

Những chi tiết vừa công bố trên tạp chí New Space này chắc chắn mang nhiều hi vọng. Nhưng liệu nó có thực tế?

Elon Musk tại xưởng chế tạo của SpaceX.

Elon Musk, người sáng lập SpaceX và Tesla, đã công bố những chi tiết mới trong dự định của ông về việc di cư đến các hành tinh khác trong hệ mặt trời, bao gồm sao Hoả, mặt trăng Europa của sao Mộc và vệ tinh Enceladus của sao Thổ.

Đề xuất của Elon Musk

Là một người đang nghiên cứu trong lĩnh vực thăm dò hệ mặt trời, cụ thể là bộ phận phát triển Xe tự hành sao Hỏa của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu, tôi thấy kế hoạch này thật sự không thể tin được.

Trước hết, chúng ta không thể nói rằng Musk là một người mơ mộng ở Thung lũng Silicon. SpaceX của ông đã gây tiếng vang lớn với việc phóng thành công tên lửa “tái sử dụng” vào không gian.

Ông đề xuất một vài cách thú vị để tìm đến sao Hỏa và hơn thế nữa, xây dựng một “thành phố tự duy trì” trên hành tinh đỏ. Ý tưởng này dựa vào việc tiếp cận không gian với giá rẻ – bài báo của Musk nêu lên chi phí cần thiết cho các chuyến đi tới sao Hỏa phải được giảm xuống “năm triệu phần trăm”

Phần quan trọng của việc này chính là nhờ việc phát triển thiết bị công nghệ vũ trụ có thể tái sử dụng.

Đây quả là một ý tưởng tuyệt vời, rằng việc Musk thực tế đã dùng lại được các tên lửa trở về Trái Đất – chắc chắn là một bước tiến công nghệ khổng lồ.

Ông đề xuất tạo ra nhiên liệu trên sao Hỏa và các trạm vũ trụ xa hơn, để giảm chi phí.

Các thí nghiệm vẫn đang được tiến hành, chứng tỏ việc chọn ra nhiên liệu thích hợp chính là chìa khóa.

Thí nghiệm ‘MOXIE’ (Mars Oxygen ISRU Experiment) trên xe tự hành NASA 2020 sẽ nghiên cứu xem, liệu chúng ta có thể sản xuất oxy từ bầu khí quyển đầy CO2 của sao Hỏa được hay không.

Điều này hoàn toàn khả thi.

Nhưng Musk muốn sản xuất mêtan - nó sẽ rẻ hơn và có thể sử dụng lại nhiều lần.

Đây là một phản ứng khó, đòi hỏi nhiều năng lượng.

Tất nhiên, cho đến nay, tất cả phương án vẫn đều khả thi.

Chỉ có kế hoạch của Musk càng ngày càng trở nên không thể tin được.

Hệ thống giao thông liên hành tinh của Elon Musk

Năm ngoái, Elon Musk đã công bố dự án tham vọng nhất của ông - một "Hệ thống Giao thông liên hành tinh" để đưa nhân loại lên sao Hỏa trong 80 ngày và xây dựng một tập thể bền vững với một triệu người ở đó.

"Điều tôi muốn đạt được, là làm cho hành trình tới sao Hỏa trở nên khả thi, để chứng minh rằng: chúng ta có thể làm điều đó trong cuộc đời mình, và bạn có thể đi", ông nói tại Đại hội Phi hành Quốc tế tại Mexico.

Tuy nhiên, ông cảnh báo về độ nguy hiểm của chuyến đi - và cho biết nhiệm vụ đầu tiên của ứng cử viên là 'phải chuẩn bị tinh thần để chết'.

Hệ thống Giao thông liên hành tinh sẽ sử dụng một bộ tăng tốc tên lửa khổng lồ với đường kính 12m và 49 động cơ cùng một tàu con thoi đặc biệt có đường kính 17m, làm thành toàn bộ tên lửa cao 122m.

Họ sẽ khởi động với các thùng nhiên liệu rỗng và tiếp nhiên liệu trên quỹ đạo.

Một khi lên đến sao Hoả, chúng sẽ được tiếp mê-tan làm nhiên liệu cho hành trình trở lại.

Musk muốn phóng các tàu vũ trụ khổng lồ lên quỹ đạo quanh Trái Đất, chúng sẽ được tiếp nhiên liệu nhiều lần bằng cách sử dụng các bộ tăng áp phóng từ mặt đất trong khi chờ đợi để tiến tới sao Hỏa.

Mỗi chiếc sẽ được thiết kế với sức chứa 100 người. Musk muốn phóng 1.000 tàu đó trong khoảng 40 đến 100 năm, cho phép một triệu người rời Trái Đất.

Tàu 'Rồng Đỏ' của SpaceX.

Tàu con nhộng 'Rồng Đỏ' (hình) được đề xuất như là một phi thuyền không gian tiềm năng để hạ cánh trên sao Hỏa, sử dụng động cơ đẩy cùng với các công nghệ khác thay vì khí động học (như nhảy dù). Điều thứ nhất Musk đã bỏ qua là thời gian sẽ mất để xác định kết quả cho việc có thể có cuộc sống trên sao Hỏa hay không.

Cũng có các trạm chứa nhiên liệu liên hành tinh trên các cơ quan như Enceladus, Europa và thậm chí cả mặt trăng Titan của sao Thổ, nơi có thể có, hoặc đang có, cuộc sống.

Nhiên liệu sẽ được sản xuất và lưu trữ trên những mặt trăng này.

Mục đích của những việc này là để cho phép chúng ta đi sâu vào không gian tới những nơi như vành đai Kuiper và đám mây Oort.

Tàu con nhộng Rồng Đỏ được đề xuất như là một phi thuyền không gian có thể hạ cánh tiềm năng trong các nhiệm vụ như vậy, sử dụng động cơ đẩy cùng với các công nghệ khác chứ không phải dù giống như hầu hết các nhiệm vụ của sao Hỏa.

Musk dự định thử nghiệm một lần hạ cánh trên sao Hỏa vào năm 2020 với một phi thuyền không người lái.

Nhưng cho dù là khả thi, kế hoạch này thực sự không rõ ràng cùng các yêu cầu về nhiên liệu quá lớn.

Có ba điều cực kỳ quan trọng mà Musk không nhớ hoặc bỏ qua trong bài báo.

Những nhiệm vụ như chiếc xe tự hành ExoMars 2020 - mang theo kế hoạch trả lại mẫu vật từ sao Hỏa cho trái đất - sẽ tìm kiếm dấu hiệu của sự sống trên hành tinh này.

Hành tinh Đỏ - nơi có khí hậu tương đối khắc nghiệt.

Một vấn đề thách thức kỹ thuật chính khi ở trên bề mặt sao Hỏa mà Musk đã bỏ qua: nhiệt độ.

Và chúng ta sẽ phải chờ kết quả trước khi con người và rác thải của họ có khả năng gây ô nhiễm hành tinh Đỏ.

Các hành tinh được tuân theo quy tắc 'bảo vệ hành tinh' để tránh ô nhiễm và điều quan trọng đối với khoa học là tất cả các nhiệm vụ trong tương lai đều tuân theo quy tắc này.

Một vấn đề thách thức kỹ thuật chính khác khi ở trên bề mặt sao Hỏa mà Musk đã bỏ qua: nhiệt độ.

Chỉ trong hai câu ông kết luận:

“Thời tiết hơi lạnh một chút, nhưng chúng ta có thể làm ấm lên. “

Sao Hỏa có một bầu khí quyển hữu dụng, chủ yếu là CO2 với một số nitơ, khí trơ và một vài nguyên tố vi lượng khác, có nghĩa là chúng ta có thể trồng cây trên sao Hỏa bằng cách nén khí quyển.

Trong thực tế, nhiệt độ trên sao Hỏa giảm từ khoảng 0°C trong ngày xuống gần -120°C vào ban đêm.

Hoạt động ở nhiệt độ thấp như vậy vốn cực kỳ khó khăn đối với những chiếc phi thuyền và xe tự hành nhỏ.

Trên thực tế, vấn đề đang tạm được giải quyết bằng máy sưởi trong thiết kế cho chiếc xe tự hành nặng 300kg ExoMars 2020, nhưng số lượng điện năng cần thiết sẽ là trở ngại lớn cho ‘một thành phố tự duy trì’.

Musk không đưa ra bất kỳ chi tiết nào về cách làm ấm toàn bộ hành tinh hoặc nén bầu khí quyển - mỗi trong số đó là những thách thức kỹ thuật khổng lồ.

Trước đây, các nhà văn khoa học viễn tưởng đã đề xuất việc địa khai hóa ('terraforming') - bao gồm việc làm tan các khối băng trên sao Hỏa.

Giả sử làm được, điều này không chỉ làm thay đổi hoàn toàn môi trường mà còn mang đến một thách thức khác là không có từ trường trên sao Hoả để giữ lại bầu khí quyển từ việc địa khai hóa tạo ra.

Sao Hỏa đã mất dần bầu khí quyển trong khoảng 3,8 tỷ năm - điều đó có nghĩa là sẽ rất khó để giữ được chút khí quyển ấm áp cuối cùng thoát khỏi không gian.

Vấn đề chính sau cùng là ông không đề cập đến bức xạ trong môi trường ngoài trái đất.

Ảnh minh họa.

Vấn đề chính sau cùng là bài báo của ông không đề cập đến bức xạ trong môi trường sao Hỏa. Musk (ảnh) đã không đề xuất phương pháp dự báo các tia bức xạ mặt trời, có thể gây tử vong và công nghệ dự báo này vẫn còn rất mới

Hành trình đi tìm cuộc sống trên sao Hỏa của chúng ta rất dễ bị tổn thương bởi các tia vũ trụ chết chóc từ thiên hà và từ các vụ nổ mặt trời.

Khả năng dự báo bức xạ mặt trời đang trong giai đoạn phát triển và còn rất mới.

Với công nghệ che chắn hiện nay, chỉ cần một chuyến đi nhiệm vụ vòng quanh sao Hỏa đủ làm các phi hành gia đạt mức độ phơi nhiễm phóng xạ lên gấp bốn lần giới hạn cho phép toàn sự nghiệp.

Các tia bức xạ này cũng có thể gây hại đến các tàu vũ trụ không người lái.

Công việc đang được tiến hành để việc dự đoán thời tiết ngoài không gian và phát triển che chắn tốt hơn.

Điều này sẽ làm giảm thiểu một số vấn đề - dù nó chưa xuất hiện từ bây giờ.

ĐIỀU KIỆN KHẮC NGHIỆT TRÊN SAO HỎA

Bầu khí quyển của sao Hỏa gồm 96% CO2 và ít hơn 1% O2, có nghĩa là bất cứ ai bước chân trên hành tinh này cũng sẽ phải mặc một bộ đồ phi hành gia toàn thời giàn.

So sánh với trái đất, trong đó có 21% khí quyển là O2 và ít hơn 1% CO2.

Nhiệt độ trung bình trên sao Hỏa là -62°C, với mức thấp nhất xuống tới -176 °C.

Để so sánh, nhiệt độ trung bình của Trái đất là 14°C, với nhiệt độ lạnh nhất từ ​​trước tới kỷ lục là -87 °C.

Trọng lực sao Hỏa thấp hơn 63% so với Trái Đất nên một người có trọng lượng 45kg ở đây sẽ chỉ nặng 17kg trên sao Hỏa.

Sứ mệnh ExoMars

Mục tiêu chính của ExoMars là tìm hiểu xem cuộc sống có từng tồn tại trên sao Hỏa hay không.

Tàu vũ trụ Trace Gas Orbiter (TGO) trên đó robot Schiaparelli đi tới sao Hoả, mang một đầu dò để nghiên cứu các loại khí như mê-tan trên khắp hành tinh.

Các nhà khoa học tin rằng mê-tan, một chất hóa học trên trái đất gắn liền với cuộc sống.

Phần thứ hai của nhiệm vụ ExoMars, bị trì hoãn đến năm 2020, sẽ đưa một chiếc máy bay lên mặt đất của sao Hỏa.

Đây sẽ là lần đầu tiên một robot có khả năng di chuyển qua bề mặt hành tinh và khoan vào mặt đất để thu thập và phân tích mẫu.

Schiaparelli được thiết kế để thử nghiệm các công nghệ cho hạ cánh của chiếc máy bay này trong bốn năm.

Đối với những nhiệm vụ xa hơn, cũng có những câu hỏi về nhiệt độ và bức xạ trong khi sử dụng Europa và Enceladus làm trạm tiếp nhiên liệu - và hiện chưa có các nghiên cứu kỹ thuật thích hợp nào đánh giá chúng.

Những mặt trăng này nằm trong các vành đai bức xạ mạnh nhất trong hệ mặt trời.

Hơn nữa, tôi muốn đặt câu hỏi liệu có hữu ích khi dùng những điểm đến khoa học thú vị này (thậm chí còn tiềm năng hơn so với sao Hỏa để di cư), như là 'các kho chứa nhiên liệu'?

Kế hoạch đi xa hơn đến vành đai Kuiper và đám mây Oort với con người dĩ nhiên chỉ có trong khoa học viễn tưởng - nó đơn giản là quá xa và chúng ta không có cơ sở hạ tầng.

Trên thực tế, nếu Musk thực sự muốn tạo ra một ngôi nhà mới cho con người, mặt trăng có thể là sự lựa chọn tốt nhất của ông ấy - nó gần hơn tất cả, và điều này sẽ làm cho nó rẻ hơn đáng kể.

Tham vọng của Musk có thể hiểu là, mơ cao thì bay xa - và những kế hoạch gần đây nhất của Musk có thể giúp mở đường cho việc thăm dò sau này.

Theo Phong Nguyen Spiderum