Thử thách nghiệt ngã

Chống bức xạ bằng nước, thực phẩm và... phân

Chuyến bay được thực hiện trong khoảng thời gian bức xạ mặt trời đã được tính toán là thấp nhất và không có bão mặt trời lớn phóng ra những tia xạ chết người. Dù vậy, vấn đề bức xạ vũ trụ làm các nhà khoa học đau đầu nhất.

Taber MacCallum là một chuyên gia giỏi của NASA. Ông từng làm trưởng nhóm điều tra nghiên cứu 4 cuộc thí nghiệm vi trọng lực trên tàu con thoi Mỹ, Trạm Vũ trụ Mir (Hòa bình) của Nga và Trạm Vũ trụ quốc tế  ISS; đồng thời là một thành viên dự án du lịch sao Hỏa của ông Tito, phụ trách các vấn đề kỹ thuật của chuyến bay. Ông cho biết sẽ dùng những công nghệ tiên tiến nhất mà NASA từng áp dụng trên trạm ISS.

Ông Taber tiết lộ trên tạp chí New Scientist một giải pháp nghe qua rất “khoa học viễn tưởng”. Ông cho biết sẽ dựng trong con tàu một bức tường chống bức xạ vũ trụ bao gồm nước, thực phẩm và chất thải của nhà phi hành.

“Tường nước” là một công nghệ vũ trụ tương lai đang được nghiên cứu hoàn thiện. Từ lâu, nước được xem là vật liệu chắn bức xạ hiệu quả nhất trong những chuyến du hành liên hành tinh, hiệu quả hơn kim loại. Tiến sĩ Marco Durante, thuộc Trường Đại học Kỹ thuật Darmastadt ở Đức giải thích: “Nước bảo vệ tốt hơn kim loại bởi vì hạt nhân của nó bắn chết tia vũ trụ. Một phân tử nước có 3 hạt nhân nhỏ, nhiều hơn số hạt nhân trong một phân tử kim loại tính theo khối lượng”. Ngoài lợi ích dùng làm tấm chắn, nước còn dùng để uống. Tính lưỡng dụng này rất quan trọng trên tàu vũ trụ vốn rất tiết kiệm không gian.

Thực phẩm cũng được dùng làm tấm khiên chống bức xạ. Dự trù suốt chuyến bay, 2 du khách sẽ tiêu thụ 1.350 kg thực phẩm khô (đã khử nước). “Thực phẩm sẽ được chất thành lớp áp vào vách thân tàu bởi vì bản thân nó chống bức xạ rất tốt” - ông Taber nhấn mạnh. Nó cũng không bị nhiễm xạ cho nên có thể ăn uống bình thường.

Phân người sẽ được khử nước. Phần cứng sẽ chứa trong túi ni-lông áp vào thân tàu vũ trụ để chống bức xạ. Phần nước sẽ được tái sinh thành nước uống, bảo đảm an toàn và vệ sinh.

Theo thiết kế, người ta sẽ dựng một bức tường chắn bức xạ dày 40 cm áp vỏ tàu vũ trụ dành cho 2 phi hành gia. Nó bao gồm nhiều lớp túi nhỏ đựng nước uống và thực phẩm. Trên đường đi, uống hoặc ăn hết túi nào thì thay thế bằng túi phân. Ngoài ra còn có lớp túi có tác dụng lọc carbon dioxide trong không khí, điều hòa nhiệt độ và trồng tảo làm thực phẩm.

Thiếu ngủ, loãng xương và teo cơ

Tuy nhiên, vẫn còn một số nhược điểm cần khắc phục trước khi tiến hành chuyến bay. Túi xử lý nước tiểu biến nó thành nước uống theo phương pháp thẩm thấu thử nghiệm trên chuyến bay cuối cùng của tàu con thoi Mỹ năm 2011 cho thấy nó chỉ hiệu quả 50% so với thử nghiệm trên mặt đất mặc dù trong cùng điều kiện vi trọng lực. Ngoài chuyện kém hiệu quả, các nhà kỹ thuật còn phải giải quyết mùi hôi của phân.

Trong vấn đề bức xạ, cho dù được che chắn tốt nhất, nguy cơ các phi hành gia bị phơi nhiễm những hạt tích điện vẫn rất lớn, tương đương với cấp độ mà các nhà du hành Nga và Mỹ bay 5-6 lần từ trái đất lên trạm ISS. Tác hại của nó ra sao hiện chưa thể tính hết.

Ngoài nguy cơ bức xạ vũ trụ, những thử thách về thể xác cũng không nhỏ. Sống trong điều kiện vô trọng lực và vi trọng lực kéo dài, xương sẽ bị loãng, cơ sẽ bị teo vì thiếu vận động. Với hành trình dài 1.215 triệu km, chắc chắn tình trạng loãng xương và teo cơ sẽ vượt kỷ lục của phi hành gia Liên Xô Velery Polyakov bay trong vũ trụ 437 ngày trong tình trạng vi trọng lực thực hiện năm 1994-1995 trên Trạm Vũ trụ Mir.

Thiếu ngủ cũng là một vấn đề nghiêm trọng. Kinh nghiệm này đã được rút ra từ dự án Mars 500 của Nga, EU (Liên hiệp châu Âu) và Trung Quốc thực hiện tại Moscow từ năm 2009 đến 2011 nhằm nghiên cứu về mặt thể chất và tâm thần của 6 nhà phi hành trong một chuyến thám hiểm sao Hỏa trong tương lai trong hoàn cảnh cô lập hoàn toàn với bên ngoài.

Tiến sĩ Mathias Basner, chuyên gia về giấc ngủ thuộc Trường Đại học Pennsylvania, bang Philadelphia (Mỹ), chia sẻ: “Một trong những bất ngờ lớn nhất là vấn đề thiếu ngủ được phát hiện trong cuộc thử nghiệm Mars 550. Một số người bị rối loạn giấc ngủ”. Điều này rất quan trọng vì các nhà phi hành cần phải luôn luôn tỉnh táo để đối phó với những bất trắc ngoài dự kiến.

(*) Xem Báo Người Lao Động từ số ra ngày 5-3

Kỳ tới: Từ Mars One đến Mars 500