Tương lai nhân loại - Michio Kaku (Phần 11)

ĐI TỚI SAO HỎA

Sau hàng tháng quan sát cao độ, vào năm 2017, NASA và Boeing cuối cùng đã tiết lộ chi tiết về kế hoạch tiếp cận sao Hỏa. Bill Gerstenmaier, Giám Đốc Nasa của Human Exploration và Operation Directorate (bộ phận điều hành và thăm dò sự sống cho con người), đã tiết lộ một thời gian biểu đầy tham vọng đáng ngạc nhiên cho các bước cần thiết để gửi các phi hành gia của chúng ta đến hành tinh đỏ.

Đầu tiên, sau nhiều năm thử nghiệm, tên lửa SLS/Orion sẽ được phóng vào năm 2019. Chuyến đi sẽ hoàn toàn tự động, không mang theo phi hành gia, nhưng sẽ chỉ quay quanh mặt trăng. Bốn năm sau đó, sau một khoảng cách của năm mươi năm, các phi hành gia cuối cùng sẽ quay trở lại mặt trăng. Nhiệm vụ sẽ kéo dài ba tuần, nhưng nó cũng sẽ chỉ quay quanh mặt trăng, chứ không đáp xuống bề mặt mặt trăng. Điều này chủ yếu là để kiểm tra độ tin cậy của hệ thống SLS/Orion thay vì khám phá mặt trăng.

Nhưng có một bước ngoặt bất ngờ đối với kế hoạch mới của Nasa khiến nhiều nhà phân tích ngạc nhiên. Hệ thống SLS/Orion thực sự là một hành động khởi động hay hâm nóng mà thôi. Nó sẽ không chỉ phục vụ như là đầu mối liên kết chính mà các phi hành gia sẽ rời khỏi Trái đất và vươn tới không gian bên ngoài xa hơn nữa, nhưng còn là một bộ tên lửa hoàn toàn mới sẽ đưa chúng ta đến sao Hỏa.

Đầu tiên, Nasa hình dung việc xây dựng Deep Space Gateway, giống như Trạm vũ trụ quốc tế trước đây (International Space Station), ngoại trừ nó nhỏ hơn và quay quanh mặt trăng chứ không phải Trái đất. Các phi hành gia sẽ sống trên Deep Space Gateway, nơi sẽ hoạt động như một trạm tiếp nhiên liệu và tiếp tế cho các nhiệm vụ tới sao Hỏa và các tiểu hành tinh. Nó sẽ là cơ sở cho sự hiện diện thường trực của con người trong không gian. Việc xây dựng trạm không gian mặt trăng này sẽ bắt đầu vào năm 2023 và nó sẽ hoạt động vào năm 2026. Bốn nhiệm vụ được phóng bởi SLS sẽ được yêu cầu để xây dựng nó.

Nhưng hành động chính là tên lửa thực sự sẽ gửi các phi hành gia đến sao Hỏa. Nó là một hệ thống hoàn toàn mới, được gọi là Deep Space Transport (Trạm Chuyển Không Gian), sẽ được xây dựng chủ yếu trong không gian bên ngoài (quay quanh mặt trăng). Vào năm 2029, Deep Space Transport sẽ có cuộc thử nghiệm lớn đầu tiên, vòng quanh mặt trăng khoảng từ ba trăm đến bốn trăm ngày. Điều này sẽ cung cấp thông tin giá trị về các nhiệm vụ dài hạn trong không gian. Cuối cùng, sau khi thử nghiệm nghiêm ngặt, Deep Space Transport sẽ gửi các phi hành gia của chúng ta bay quanh sao Hỏa vào năm 2033.

Chương trình của Nasa đã được nhiều chuyên gia khen ngợi bởi vì nó là có phương pháp cụ thể - cẩn trọng, với một kế hoạch từng bước một, để xây dựng một cơ sở hạ tầng phức tạp trên mặt trăng.

Tuy nhiên, kế hoạch của Nasa tương phản với tầm nhìn của Musk. Kế hoạch của Nasa được xác định cẩn thận một cách bao gồm đến việc tạo ra một cơ sở hạ tầng vĩnh viễn trong quỹ đạo mặt trăng, nhưng nó chậm, có lẽ mất một thập kỷ dài hơn kế hoạch của Musk. SpaceX bỏ qua việc thiết lập trạm không gian mặt trăng hoàn toàn và tấn công trực tiếp vào sao Hỏa, có lẽ vào đầu năm 2022. Một gian khó đầy nguy cơ và mạo hiểm, tuy nhiên, kế hoạch của Musk là viên nang không gian Dragon thì nhỏ hơn đáng kể so với Deep Space Transport. Thời gian sẽ cho biết cách tiếp cận nào hoặc kết hợp các phương pháp tiếp cận là tốt hơn.

CHUYẾN ĐI ĐẦU TIÊN ĐẾN SAO HỎA

Bởi vì nhiều chi tiết được tiết lộ liên quan đến nhiệm vụ sao Hỏa đầu tiên, bây giờ có thể suy đoán về các bước cần thiết để tiếp cận hành tinh đỏ. Chúng ta hãy theo dõi kế hoạch của Nasa có thể diễn ra trong vài thập kỷ tới.

Những người đầu tiên trong nhiệm vụ lịch sử đến sao Hỏa có thể đang sống ở những ngày hôm nay, có lẽ đang học về thiên văn học ở trường trung học. Họ sẽ là một trong số hàng trăm người được mong đợi sẽ làm tình nguyện viên cho nhiệm vụ đầu tiên đến một hành tinh khác. Sau khi được đào tạo nghiêm ngặt, có lẽ bốn ứng cử viên sẽ được lựa chọn cẩn thận cho các kỹ năng và kinh nghiệm của họ, có thể bao gồm: một phi công dày dặn, một kỹ sư, một nhà khoa học và một bác sĩ.

Đâu đó vào khoảng năm 2033, sau một loạt các cuộc phỏng vấn bối rối trước báo chí, cuối cùng họ (Nasa) sẽ trèo ra không gian bên ngoài viên nang Orion. Mặc dù Orion có nhiều phòng hơn 50% so với viên nang Apollo ban đầu (chú thích: dùng chữ phi thuyền shuttle rất dễ nhầm lẫn với capsule. Vì shuttle chứa toàn bộ, bao gồm cả tên lửa phóng booster và capsule. Shuttle giống như chiếc máy pha café viên nén, còn viên nén capsule thì bé bỏng hơn… và cuối cùng, một cắt ngang ở đây là nên tham khảo thêm các từ khóa và đọc sách nguyên bản. Vì tiếng Anh, sẽ trở thành ngôn ngữ của giống loài người nói chung… chưa kể các khái niệm không phải khởi sinh từ một ngôn ngữ, chuyển ngữ hay dịch lại sẽ rất dễ bị hiểu sai, thậm chí đánh tráo…), mọi thứ vẫn sẽ bị chật chội bên trong, nhưng nó không quan trọng, vì chuyến đi đến mặt trăng sẽ chỉ kéo dài ba ngày. Khi tàu vũ trụ cuối cùng được cho nổ buồng đốt để cất cánh, họ - những phi hành gia, sẽ cảm thấy rung động từ việc đốt cháy nhiên liệu dữ dội từ tên lửa phóng tăng cường SLS. Toàn bộ chuyến đi bề ngoài sẽ trông và cảm thấy rất giống với sứ mệnh Apollo ban đầu.

Nhưng ở đây, sự giống nhau kết thúc. Từ thời điểm này, Nasa hình dung ra một khởi đầu triệt để từ quá khứ. Khi họ bước vào quỹ đạo mặt trăng, các phi hành gia sẽ thấy được Deep Space Gateway, trạm vũ trụ đầu tiên trên thế giới quay quanh mặt trăng. Các phi hành gia sẽ cập bến với Gateway và rồi sẽ nghỉ ngơi một chút.

Sau đó, họ sẽ chuyển đến Deep Space Transport, thứ trông không giống bất cứ tàu vũ trụ nào khác trong lịch sử. Các tàu vũ trụ và khu phi hành đoàn giống như một cây bút chì dài, với một cục tẩy ở một đầu (chứa viên nang/capsule nơi mà các phi hành gia sẽ sống và làm việc). Dọc theo thân cây bút chì, có hàng loạt mảng khổng lồ các tấm pin mặt trời hẹp và dài không giống như ở trái đất vẫn thấy, do đó, từ xa, tên lửa bắt đầu giống như một chiếc thuyền buồm. Trong khi viên nang Orion nặng khoảng hai mươi lăm tấn, Trạm Vận Tải nặng bốn mươi mốt tấn.

Deep Space Transport sẽ là ngôi nhà của các phi hành gia trong hai năm tiếp theo. Viên nang này lớn hơn nhiều so với Orion và sẽ cung cấp cho các phi hành gia đủ chỗ để duỗi người một chút. Điều này là quan trọng, vì họ phải tập thể dục hàng ngày để ngăn ngừa mất xương và teo cơ, điều mà có thể làm họ trở ra tàn tật khi họ đến sao Hỏa.

Khi lên tàu và khởi hành từ Deep Space Transport, họ sẽ bật động cơ tên lửa. Nhưng thay vì bị đẩy bởi một lực đẩy mạnh mẽ và nhìn thấy những ngọn lửa khổng lồ bắn từ phía sau của tên lửa, các động cơ ion sẽ tăng tốc thông suốt nhẹ nhàng, tạo thành tốc độ lớn một cách từ tốn. Nhìn chăm chú ra ngoài cửa sổ của phi thuyền, các phi hành gia sẽ chỉ nhìn thấy ánh sáng nhẹ nhàng bởi các ion nóng đang được phát ra từ động cơ của con tàu.

Deep Space Transport sử dụng một loại hệ thống đẩy mới để gửi phi hành gia xuyên qua không gian, được gọi là động cơ đẩy điện bằng năng lượng mặt trời – solar electric propulsion. Các tấm pin mặt trời khổng lồ chụp đón lấy ánh sáng mặt trời và chuyển nó thành điện năng. Điều này được sử dụng để loại bỏ các electron khỏi khí đốt/gas (như xenon), rồi tạo ra các ion. Một điện trường sau đó bắn các ion đã tích điện này vào một đầu của động cơ, tạo lực đẩy. Không giống như động cơ hóa học, chỉ có thể cháy trong vài phút, động cơ ion có thể tăng tốc chậm trong nhiều tháng hoặc thậm chí nhiều năm.

Việc bắt đầu chuyến đi dài, nhàm chán đến sao Hỏa, sẽ mất khoảng chín tháng. Vấn đề chính đối diện với các phi hành gia là buồn chán, vì vậy họ sẽ phải tập thể dục liên tục, chơi trò chơi để gìn giữ sự minh mẫn, tính toán, nói chuyện với những người thương yêu của họ, lướt web, v.v. Ngoài việc điều chỉnh các khóa học như thông thường, không có nhiều việc để làm trong chuyến đi thực tế. Đôi khi, tuy nhiên, họ có thể được yêu cầu để làm một số chuyến đi bộ trong không gian để thực hiện sửa chữa nhỏ hoặc thay thế các bộ phận mòn. Có điều là, khi cuộc hành trình tiến triển hơn thêm, thời gian cần để gửi tin nhắn vô tuyến đến Trái đất cũng dần dần tăng lên, cuối cùng đạt đến độ trễ khoảng hai mươi bốn phút cho mỗi lần chuyển và tiếp nhận. Điều này có thể chỉ ra một chút bực bội cho các phi hành gia, những người cần được sử dụng thông tin nhanh hơn để giao tiếp tức thời.

Và một khi họ nhìn ra cửa sổ của họ, họ sẽ nhìn thấy hành tinh đỏ dần dần xuất hiện từ xa rồi dần rõ hơn trước mặt họ. Hoạt động trên tàu vũ trụ sẽ trở nên cần rộn ràng và nhanh chóng hơn khi các phi hành gia bắt đầu vào giai đoạn chuẩn bị cho nhiệm vụ chính. Tại thời điểm này, họ sẽ đốt tên lửa của họ để làm chậm dần tàu vũ trụ của họ xuống, để họ có thể nhẹ nhàng đi vào quỹ đạo xung quanh sao Hỏa.

Từ không gian, họ sẽ thấy một bức tranh toàn cảnh hoàn toàn khác với nhìn thấy trên trái đất. Thay vì các đại dương xanh, những ngọn núi phủ đầy cây xanh và ánh sáng của thành phố, họ sẽ thấy một không gian hoang sơ, hoang vắng, đầy sa mạc đỏ, các dãy núi hùng vĩ, những hẻm núi khổng lồ lớn hơn nhiều so với Trái Đất và những cơn bão bụi khổng lồ , một số trong đó có thể nhấn chìm toàn bộ hành tinh.

Khi ở trên quỹ đạo, họ sẽ đi vào viên nang sao Hỏa và tách rời khỏi phi thuyền chính, phi thuyền chính sẽ tiếp tục quay quanh hành tinh. Khi viên nang của họ đi vào bầu khí quyển sao Hỏa, nhiệt độ sẽ tăng lên đáng kể, nhưng lá chắn nhiệt sẽ hấp thụ nhiệt mạnh do ma sát không khí tạo ra. Cuối cùng, lá chắn nhiệt sẽ được đẩy ra, và viên nang sau đó sẽ đốt bộ phận đẩy phục vụ cho việc hạ cánh của nó của nó (tên lửa phụ trợ - fire its retrorockets) và từ từ đáp xuống bề mặt sao Hỏa.

Một khi họ bước ra khỏi viên nang và đi trên bề mặt sao Hỏa, họ sẽ là những người tiên phong mở ra một chương mới trong lịch sử loài người, bước chân lịch sử để thực hiện mục tiêu làm cho nhân loại trở thành một loài đa hành tinh.

Họ sẽ dành vài tháng trên hành tinh đỏ trước khi trái đất đang ở trong các sắp xếp phù hợp cho chuyến đi về. Điều này sẽ cung cấp cho họ thời gian để trinh sát địa hình, làm thí nghiệm, chẳng hạn như tìm kiếm dấu vết của nước và đời sống của vi sinh vật, cũng như thiết lập các tấm pin mặt trời để lấy năng lượng. Một mục tiêu có thể là khoan để lấy đá trong lớp băng vĩnh cửu, vì băng ngầm có thể một ngày nào đó là nguồn nước uống quan trọng, cũng như ôxy để thở và hydro cho nhiên liệu.

Sau khi nhiệm vụ của họ được hoàn thành, họ sẽ trở lại vào khoang không gian của họ và rồi sẽ nổ động cơ để rời đi. (Do trọng lực yếu của sao Hỏa, viên nang đòi hỏi nhiên liệu ít hơn nhiều khi nó rời khỏi Trái Đất.) Họ sẽ neo với con tàu chính vẫn quay trong quỹ đạo, và sau đó các phi hành gia sẽ chuẩn bị cho hành trình chín tháng trở về Trái Đất.

Khi họ trở về, họ sẽ đáp xuống đâu đó trong đại dương. Khi trở về đất liền cách chính thức, họ sẽ được tiếp đón như những anh hùng, những người đã bước những bước đầu tiên hướng tới việc thiết lập một nhánh mới của nhân loại.

Như bạn có thể thấy, chúng ta sẽ phải đối mặt với nhiều thách thức trên con đường đến hành tinh đỏ. Nhưng với sự nhiệt tình của công chúng, và với sự cam kết của Nasa và khu vực tư nhân, có khả năng chúng ta sẽ đạt được một nhiệm vụ có người lái đến sao Hỏa trong một hoặc hai thập kỷ tới. Điều này sẽ mở ra thách thức tiếp theo: biến Mars thành một ngôi nhà mới.

-------- 

“Tôi nghĩ rằng khi con người khám phá và xây dựng các thành phố và thị trấn trên sao Hỏa, nó sẽ được xem là một trong những thời đại vĩ đại của nhân loại, ở thời gian khi mọi người đặt chân đến một thế giới khác và có được tự do để làm nên thế giới của mình.”

Robert Zubrin.

TƯƠNG LAI NHÂN LOẠI - MICHIO KAKU
Bản dịch của ĐỖ BÁ HUY
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>

Vui lòng ghi rõ "Nguồn Thuvienvatly.com" khi đăng lại bài từ CTV của chúng tôi.

Nếu thấy thích, hãy Đăng kí để nhận bài viết mới qua email
Tin tức vật lý
Downlaod video thí nghiệm

Thêm ý kiến của bạn

Security code
Refresh

Các bài khác


250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 56)
22/10/2019
Định luật Bode về khoảng cách hành tinh 1766 Johann Elert Bode (1747–1826), Johann Daniel Titius (1729–1796) Định luật Bode, còn gọi
250 Mốc Son Chói Lọi Trong Lịch Sử Vật Lí (Phần 55)
22/10/2019
Hiệu ứng giọt đen 1761 Torbern Olof Bergman (1735-1784), James Cook (1728-1779) Albert Einstein từng nói rằng điều khó hiểu nhất ở
Tương lai nhân loại - Michio Kaku (Phần 28)
22/10/2019
HAI CÁCH ĐỂ SỐ HOÁ TÂM TRÍ Thực ra có hai phương án tiếp cận riêng biệt để số hóa bộ não con người. Đầu tiên là Dự
Tương lai nhân loại - Michio Kaku (Phần 27)
22/10/2019
MỘT QUAN ĐIỂM KHÁC VỀ SỰ BẤT TỬ Adaline có thể hối hận về món quà bất tử, và có lẽ cô ấy không đơn độc, nhưng
Thời gian là gì? (Phần 2)
21/10/2019
Vậy thì hãy nói đi: Thời gian là gì? Hãy nói một chút về lũ chồn sương. Để nắm rõ hơn cách các nhà vật lí nghĩ về
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 86)
16/10/2019
Chất siêu chảy Khi những chất lỏng nhất định, ví dụ helium lỏng, khi được làm lạnh xuống chỉ bằng vài độ trên không
Vật lí Lượng tử Tốc hành (Phần 85)
16/10/2019
Định tuổi bằng phóng xạ Là một ứng dụng tài tình của hiện tượng lượng tử phóng xạ, phép định tuổi bằng phóng xạ
Tương lai của tâm trí - Michio Kaku (Phần 26)
14/10/2019
QUÊN VIỆC QUÊN ĐI, VÀ KÝ ỨC CHỤP ẢNH Mặc dù các kỹ năng tự kỷ thông minh có thể được bắt đầu bằng một số chấn

Chúng tôi hiện có hơn 60 nghìn tài liệu để bạn tìm

360 độ

Vật lý 360 độ là trang tin nhanh, trao đổi chuyên đề vật lý và các khoa học khác cũng như các nội dung liên quan đến dạy và học.
Hi vọng các bạn giúp chúng tôi bằng cách đăng kí làm CTV.
Liên hệ: banquantri@thuvienvatly.com