Tham vọng du hành vũ trụ: Thực hay mộng?

• Thực phẩm của các nhà du hành vũ trụ
• Nhà du hành vũ trụ sẽ "ngủ đông" trên đường bay?
• "Bí mật" của các nhà du hành vũ trụ

Những bước tiến rất quan trọng trong ngành hàng không vũ trụ như đặt chân lên mặt trăng, hay ý tưởng các kế hoạch “đột nhập” vũ trụ bao gồm Biosphere 2 và Breakthrough Starshot đang nhằm nỗ lực tiến gần hơn đến mục tiêu: du hành không gian để chứng minh con người không hề cô độc trong vũ trụ. 

Thế nhưng, mọi cố gắng thực tế dường như vẫn chưa đem lại kết quả khả quan nào.

Dự án “nhà tù xanh”

Sau sự kiện con người đặt chân lên mặt trăng, hàng loạt ý tưởng chinh phục vũ trụ xuất hiện, trong đó đặc biệt phải nhắc đến Biosphere 2 (Sinh quyển) - được giới quan sát gọi là “bước đệm” cho cuộc sống ở một hành tinh khác. Các tài liệu bí mật mới được công bố cho biết Biosphere 2 thực chất là một khu nhà kính phức hợp với kích thước khổng lồ, là “nhà tù xanh” của 8 cư dân sinh quyển, sống hoàn toàn biệt lập.

Theo tiết lộ, Biosphere 2 mang bản chất của “trái đất thu nhỏ”, có đầy đủ mọi thứ giống như một hệ sinh thái khép kín. Biosphere 2 là nơi canh tác 3.800 loài thực vật và động vật, nước thải sẽ được đưa vào đất, nơi các vi sinh vật sẽ loại bỏ những chất ô nhiễm.

Ngoài yếu tố tự nhiên, mối quan hệ xã hội giữa các cư dân đã được nghiên cứu, cùng với cách thức làm việc và những vấn đề phát sinh từ sự tách biệt với xã hội loài người. Giới khoa học nhận định, thử nghiệm này sẽ cho thấy tính khả thi của cuộc sống loài người trong môi trường giả lập bị cắt đứt hoàn toàn mọi liên hệ với thế giới bên ngoài.

Theo Cơ quan Hàng không vũ trụ Mỹ (NASA), Biosphere 2 đã cung cấp rất nhiều thông tin bổ ích về các lĩnh vực sinh học, môi trường, tâm lý xã hội học, cùng nhiều tư liệu cần thiết để xây dựng những dự án sinh sống ngoài vũ trụ. NASA từng có lần thông báo sẽ đưa một sinh quyển nhân tạo kiểu Biosphere 2 lên quỹ đạo trái đất, và trong tương lai không xa sẽ xây dựng cả Biosphere trên mặt trăng và sao Hỏa.

“Nhà tù xanh” Biospere 2 mang bản chất của “trái đất thu nhỏ”, giống như một hệ sinh thái khép kín.

Thế nhưng, Biospere 2 đã nhanh chóng bị ngưng lại sau khi hứng chịu nhiều chỉ trích “điên rồ” và “lãng phí vô ích”, đồng thời không có ai đủ sức để sống quá lâu bên trong “nhà tù xanh” Biosphere. Tính cô lập của sinh quyển bị phá vỡ từng mảng, không còn giống với ý đồ “tự duy trì” ban đầu khi các cư dân sinh quyển lén lút “nhập lậu” các đồ dùng sinh hoạt hay gặp vấn đề nghiêm trọng về sức khỏe phải nhập viện... ở bên ngoài.

Vấn đề tự cung lương thực trở thành thách thức lớn, trong khi đó Biosphere 2 bắt đầu thiếu oxygen vì trong đất có quá nhiều vi khuẩn “ăn” oxygen. Giấc mơ xây dựng Biosphere trên mặt trăng và sao Hoả biến mất khi giới quan sát chỉ trích các mục tiêu thử nghiệm ban đầu được đề ra một cách cẩu thả và sự thiếu kinh nghiệm của các nhà khoa học đứng sau dự án.

Tăng tốc du hành

Sau khi Biosphere đóng cửa, vẫn còn những hi vọng nhen nhóm về một sinh quyển ngoài vũ trụ thông qua nhiều thử nghiệm quy mô nhỏ hơn đến từ các trường đại học Columbia và Arizona. Nhiều ý kiến cho rằng, viễn cảnh một Biosphere mới hoàn toàn có thể thành hiện thực nhờ vào sự phát triển khoa học công nghệ hiện nay.

Một khi loài người có được “chìa khóa sự sống” là Biosphere để tồn tại ở một hành tinh khác, bước tiếp theo sẽ chính là phát triển công nghệ “du hành xuyên hành tinh”. 

Những cuộc tranh cãi nổ ra trên mạng xã hội Quora về loại hình công nghệ có thể vận chuyển con người và đồ vật tới một hành tinh cách trái đất chừng 1 năm ánh sáng (khoảng 9,5 nghìn tỷ km) và trên đó có người sinh sống.

Nhiều nhà khoa học khẳng định, với những gì hiện có thì loài người chưa thể chạm tới hành tinh ở cách xa 1 năm ánh sáng. Theo đó, tàu thăm dò nhân tạo đi được xa nhất từ trước tới giờ mới đạt 0,2% năm ánh sáng, mất tới 40 năm để thực hiện quãng đường “ngắn ngủi” này. Trước khi nó đến được đích cuối, con tàu sẽ bị phân rã theo thời gian do va chạm với bụi vũ trụ.

Ngoài ra, tàu thăm dò hiện nay chưa thể chở thêm người với thiết kế nhỏ gọn không cho phép dự trữ đồ dùng sinh hoạt, thực phẩm và rất nhiều nhiên liệu vận hành. Và hiển nhiên, không thể du hành vũ trụ 1 năm ánh sáng chỉ trong một đời người khi mà nhân loại chưa sở hữu công nghệ cho phép con người ngủ một giấc... vài trăm năm.

Không thể nhờ cậy vào Biosphere 2 vì quá trình thử nghiệm đầy rẫy những thất bại, trong cả hệ sinh thái lẫn trong các yếu tố xã hội. Kỷ lục thời gian của dự án chỉ vỏn vẹn 2 năm, không đủ cho chuyến hành trình dài 1 năm ánh sáng.

Có thể vài năm tới sẽ có những đột phá nhất định với dự án Breakthrough Starshot, với tham vọng đưa tàu thăm dò tới Alpha Centauri cách trái đất 4,37 năm ánh sáng. Đây là hệ mặt trời nằm gần trái đất nhất, có khả năng duy trì sự sống.

Dự án Breakthrough Starshot sử dụng “cánh buồm năng lượng mặt trời” để rút ngắn thời gian du hành vũ trụ.

Theo tính toán, dự án Breakthrough Starshot sẽ phóng những tàu thăm dò có kích thước chỉ bằng chiếc iPhone vào không gian bằng cách sử dụng “cánh buồm năng lượng mặt trời” được tiếp sức bởi một chùm ánh sáng laser cực mạnh. Dự kiến tàu đạt tốc độ 20% vận tốc ánh sáng và đi chỉ mất 20 năm.

Những người lạc quan tin rằng Breakthrough Starshot thực chất giống như “mua bảo hiểm” cho trái đất trước những tình huống không thể dự đoán. Thế nhưng, vẫn còn hàng tá những rào cản công nghệ rõ rệt trước mắt. Giới khoa học liên tục đặt câu hỏi nhằm đánh giá tính khả thi của việc phát triển một tàu vũ trụ tí hon có thể du hành tới những hệ sao khác chỉ trong vài chục năm và gửi lại thông tin.

Chưa hết, khó khăn còn tới từ bức xạ vũ trụ, độ nhạy của thiết bị, tương tác của laser công suất cao với khí quyển trái đất, độ ổn định của tàu và cung cấp năng lượng. Bởi lẽ Breakthrough Starshot tập trung phát triển tàu thăm dò càng nhẹ càng tốt, thế nên dự án đưa người du hành vũ trụ theo năm ánh sáng vẫn còn quá viển vông.

Tham vọng xuyên thời-không

Có những kỳ vọng mới từ các ý tưởng khác tương tự Biosphere 2 và Breakthrough Starshot. Đó là dự án Orion sử dụng bom nguyên tử để đẩy tên lửa lao về phía trước, rút ngắn thời gian du hành liên hành tinh xuống vài thập kỷ.

Giới khoa học cũng đang nghiên cứu năng lượng hợp hạch - thứ công nghệ sạch tiềm năng có thể cho tàu thăm dò bay nhanh hơn, hay tận dụng phản vật chất để giải quyết bài toán năng lượng. Tuy nhiên, vấn đề nằm ở chỗ nếu dùng bom để đẩy tàu thì rất dễ khơi mào cho chiến tranh vũ trụ. Còn năng lượng hợp hạch thì “sắp xuất hiện” suốt cả vài chục năm nay, trong khi phản vật chất cực kỳ khó lưu trữ để duy trì năng lượng cho chuyến đi chỉ vỏn vẹn... 1 năm ánh sáng.

Nghiên cứu gần đây của các nhà khoa học Harvard khẳng định tàu vũ trụ có thể đi xuyên qua “lỗ sâu”, lọt ra phía bên kia để đến một vũ trụ khác. Lỗ sâu này còn được biết đến với cái tên “đường hầm xuyên qua thời gian - không gian”, gọi tắt là “đường hầm xuyên thời -không”, được cho là ở tại trung tâm của một hố đen.

Những bộ phim như Interstellar (Hố đen tử thần) đã gieo vào nhận thức của nhiều người rằng lỗ sâu là cánh cửa dẫn đến những vũ trụ khác nhau. Theo đó, nếu lỗ sâu thật sự tồn tại thì đường tắt vũ trụ này có thể giúp con người đi tới những “miền đất hứa” trong một khoảng thời gian siêu ngắn.

Năm 2015, một nhóm các nhà nghiên cứu Tây Ban Nha còn tạo ra cả một lỗ sâu từ tính vô cùng nhỏ đầu tiên trong lịch sử loài người. Một trường từ đã di chuyển vô hình giữa hai vùng không gian thông qua lỗ sâu này. 

Lỗ sâu là đường hầm xuyên thời - không, được cho là ở tại trung tâm của một hố đen.

Trong khi đó, một tài liệu được công bố vào đầu tháng 7-2019 cho tiết lộ Bộ Quốc phòng Mỹ đã tiến hành một chương trình vào cuối những năm 2000, trong đó biên soạn những nghiên cứu trong các lĩnh vực du hành thời - không ở giai đoạn ban đầu thông qua việc phát triển phòng thí nghiệm lỗ sâu.

Bất chấp nhiều nỗ lực chứng minh tiềm năng của lỗ sâu, đa phần giới khoa học tin rằng việc đi qua lỗ sâu sẽ vô cùng chậm và không ổn định. Du hành qua lỗ sâu, nếu khả thi, vẫn ẩn chứa rất nhiều rủi ro. Khi một hạt phân tử tiến vào một lỗ sâu, nó sẽ tạo ra các đợt dao động nguy hiểm khiến cấu trúc của nó tự vỡ vụn rồi thu nhỏ vào bên trong.

Không ai chắc chắn liệu một con tàu được gửi qua lỗ sâu sẽ đến được điểm đích dự định hay không, thậm chí con tàu có thể “chui ra” ở một thời điểm hoàn toàn khác, trong quá khứ hay tương lai. Hiện nay, tất cả vẫn chỉ là lý thuyết cho tới khi con người có thể thực sự nhìn thấy một hố đen...