5 dự án chinh phục sao Hỏa NASA đang âm thầm thực hiện

12/12/2015 19:25

Một trong những mục tiêu quan trọng là sản xuất hỏa tiễn đủ lớn để đưa trang thiết bị lên sao Hoả.

5 dự án chinh phục sao Hỏa NASA đang âm thầm thực hiện 1
Song song với việc công bố tìm thấy nước trên hành tinh Đỏ, Cơ quan nghiên cứu Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) hiện đang thực hiện nhiều dự án bí mật để đưa người lên sao Hỏa vào năm 2030 trong khuôn khổ dự án mang tên Journey To Mars, trong đó có 5 công nghệ, thiết bị mang tính điểm nhấn dưới đây.

1. Các loại hỏa tiễn siêu trường siêu trọng

Một trong những mục tiêu quan trọng của dự án đưa người lên sao Hỏa thành công là sản xuất các loại hỏa tiễn (rockets) đủ lớn về mặt công suất để đưa trang thiết bị lên hành tinh này. Nối tiếp Space Shuttle, NASA hiện đang nghiên cứu hệ phóng tên lửa không gian SLS (Space Launch System), có cấu trúc tương tự Space Shuttle, dự kiến sẽ được thử nghiệm vào năm 2018. ALS có năng lực chở 70 tấn hàng lên quỹ đạo, sau đó tiếp tục được cải tiến để nâng công suất lên 130 tấn, có nghĩa, đủ khả năng đưa người lẫn thiết bị lên sao Hỏa.

5 dự án chinh phục sao Hỏa NASA đang âm thầm thực hiện 2
Hệ phóng tên lửa không gian SLS

SLS cao 115 m, được xem là phương tiện phóng lớn nhất xưa và nay từng được con người chế tạo, xô đổ kích thước hỏa tiễn hay tên lửa Saturn V từng được dùng để phóng tàu Apollo lên Mặt Trăng thập niên 60 ở thế kỷ trước. Theo NASA, phụ tải của SLS sẽ vượt trội cả năng lực của các phương tiện phóng thương mại hiện có cũng như sắp được chế tạo trong tương lai gần. Ngoài SLS, NASA còn chế tạo cả tàu Orion (Orion Crew Exploration Vehicle) để đưa các nhà du hành lên sao Hỏa và những triền đất dốc trên bề mặt hành tinh này. 

2. Thử nghiệm động cơ đẩy dùng năng lượng mặt trời

Hỏa tiễn SLS hoạt động được là nhờ đốt cháy nhiên liệu hydro và oxy lỏng. Tuy nhiên, SLS chỉ có thể đưa các phi hành gia bay lên quỹ đạo Trái Đất, còn thời gian 7 tháng hoạt động trên Hỏa sau đó thì việc sử dụng nhiên liệu lỏng đòi hỏi phải có bồn chứa lớn, điều này làm tăng chi phí và nhiều vấn đề nan giải khác. Để khắc phục, NASA đã quyết định chọn giải pháp dùng năng lượng mặt trời để thay thế.

Trong dự án NASA sẽ dùng động cơ điện mặt trời (Solar Electric Propulsion) để giúp tàu vũ trụ hoạt động bằng cách bắn các ion về phía sau. Tương tự như động cơ tàu vũ trụ Bình Minh (Dawn) được sử dụng để hoạt động trên Hành tinh lùn Ceres. Hạt electron biến khí xenon thành plasma và trường điện từ sẽ gia tốc cho các phân tử đến khi chúng bắn ra khỏi động cơ ở tốc độ cao đẩy tàu đi. Điều này có nghĩa, năng lượng mặt trời sẽ cung cấp đủ electron giúp cho tàu hoạt động mà không cần đến nhiên liệu lỏng.

Động cơ đẩy bằng năng lượng điện mặt trời không cung cấp lực đẩy cực lớn như nhiên liệu tên lửa nhưng nó lại vận hành tăng dần đều theo thời gian và có thể đạt tới tốc độ 320.000 km/h. Đặc biệt hơn, động cơ ion rất hiệu quả về mặt nhiên liệu, sử dụng nhiên liệu đẩy ít hơn gấp 10 lần so với nhiên liệu tên lửa.

5 dự án chinh phục sao Hỏa NASA đang âm thầm thực hiện 3
Động cơ đẩy ion, dùng sức đẩy điện mặt trời

Công nghệ này đã trở thành thực sự, nhưng hiện đang được NASA nâng cấp, thử nghiệm để có thể đảm nhận tải trọng lớn hơn. Dự kiến trong thập kỷ 2 thế kỷ này, NASA có kế hoạch dùng loại động cơ này cho các chuyên thám hiểm các tiểu hành tinh, phiên bản động cơ thử nghiệm có công suất lớn gấp 5 lần so với động cơ dùng cho tàu Bình Minh. 

3. Xây dựng mô hình nhà ở trên sao Hỏa

Để giúp các nhà du hành vũ trụ đến, đi và ở lại trên sao Hỏa một cách dễ dàng với thời gian dài tới ba năm, thì việc sống trong tàu vũ trụ Orion hay thiết bị gá lắp vàu con tàu này quá lâu là không mang tính khả thi, vì vậy NASA đang nghiên cứu tạo thêm không gian sống, kể các công trình tiện ích, nhất là nhà tắm cho các phi hành gia, đồng thời tạo môi trường sinh hoạt thuận lợi trên sao Hỏa.

5 dự án chinh phục sao Hỏa NASA đang âm thầm thực hiện 4
Mô hình nhà bơm hơi sống trên sao Hỏa do hãng Bigelow Aerospace đề suất

Thiết kế nhà ở trên sao Hỏa đảm bảo nhiều tiêu chí, kể cả hỏa hoạn, chống tia phóng xạ, có không gian để các phi hành gia tập thể dục và làm việc. Tuy nhỏ nhưng đây lại là tiêu chí không kém phần quan trọng và không thể bỏ qua được. 

4. Trang phục cho con người

Các phi hành gia có thể sống một năm hoặc lâu hơn trên sao Hỏa để nghiên cứu, thám hiểm và thu thập dữ liệu trong khi đó khí hậu và môi trường trên sao Hỏa lại rất khắc nghiệt. Vì vậy, trang phục linh hoạt là một trong những tiêu chí quan trọng, nó phải tích hợp những công nghệ mới nhất, hiện đại nhất, có tính năng tương tác, được chế từ vật liệu siêu bền, có khả năng tự vá và được gắn các thiết bị theo dõi sức khỏe cho con người.

5 dự án chinh phục sao Hỏa NASA đang âm thầm thực hiện 5
Trang phục phi hành gia mới

Trước tiên trang phục vũ trụ phải an toàn, giúp bảo vệ các phi hành gia trước tia phóng xạ cũng như khí quyển mỏng và lạnh, đồng thời cho phép họ làm việc thuận lợi. Trang phục hiện có thuộc dạng bơm phồng cồng kềnh, khó cử động, nhất là đôi tay. Để khắc phục, các nhà khoa học sẽ thiết kế, cho ra đời một loại trang phục mới, lược bỏ những nhược điểm nhưng vẫn đảm bảo cơ động và tiện lợi cho con người. Dự kiến sau năm 2020, NASA bắt đầu cho thử nghiệm một bộ trang phục vũ trụ mới kiểu này trong khuôn khổ dự án mang tên Asteroid Redirect Mission (Đuổi thiên thạch va vào trái đất).

5. Hệ thống liên lạc bằng laser 

Theo tính toán, khoảng cách gần nhất giữa sao Hỏa và Trái Đất của chúng ta là 33,9 triệu dặm (trên 54 triệu km) vì vậy kết nối Internet là không thể được nên phải áp dụng một phương pháp thông tin liên lạc hiệu quả hơn. Theo nghiên cứu mới nhất của NASA, các tàu tự hành thăm dò sao Hỏa có thể nhận và truyền dữ liệu ở tốc độ chừng hai triệu bit/giây (tốc độ truyền dữ liệu của Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) là 300 triệu bit/giây. Vì vậy để có thể điều hướng tốt đến và đi từ sao Hỏa lẫn giúp các hoạt động trên bề mặt hành tinh này thuận lợi, NASA cần đường truyền có tốc độ tới 1 tỷ bit/giây (1 gigabit/giây), giải pháp khả thi nhất là sử dụng tia laser.

5 dự án chinh phục sao Hỏa NASA đang âm thầm thực hiện 6
Hệ thống liên lạc bằng laser có tốc độ cực lớn

Trong một thử nghiệm tiến hành năm 2013, hệ thống liên lạc bằng laser đã cho phép vệ tinh thám hiểm Mặt Trăng có tên LADEE nạp thông tin với tốc độ 622 triệu bit/giây. Một số giải pháp khác cũng có thể truyền dữ liệu đến sao Thổ (Saturn) với tốc độ vài tỷ bit/giây.

Khắc Nam (Theo NASA/ DM/PS)