火星 và Mặt Trăng đối với con người: phân tích so sánh mục tiêu và thách thức

Khám phá Mặt Trăng và Mars là hai hướng quan trọng nhưng khác biệt cơ bản của việc mở rộng không gian của nhân loại. Việc so sánh chúng không phải là cuộc tranh luận về ưu tiên mà là phân tích hai chiến lược bổ sung cho nhau, mỗi chiến lược giải quyết các nhiệm vụ khoa học, công nghệ và triết học duy nhất.

Mặt Trăng: cơ sở logistics và khu vực thử nghiệm

Mặt Trăng, như hành tinh gần nhất với Trái Đất (384.400 km), là một khu vực thử nghiệm lý tưởng cho việc phát triển công nghệ tương lai.

1. Mục tiêu khoa học: hộp時間 Hệ Mặt Trời.
Mặt Trăng, không có khí quyển và hoạt động địa chất, lưu giữ trên bề mặt một lịch sử địa chất không bị xâm nhập. Regolit (đất mặt trăng) chứa dấu vết của gió mặt trời, dữ liệu về hoạt động mặt trời cổ đại và có thể chứa các mảnh vỡ vật chất được bắn ra từ Trái Đất và Mars khi bị va chạm bởi các thiên thạch. Điều tra các cực Mặt Trăng với bóng tối vĩnh cửu, nơi đã phát hiện ra nước đóng băng, là chìa khóa để hiểu phân phối nước trong Hệ Mặt Trời.

2. Nhiệm vụ công nghệ và tài nguyên: «trạm nhiên liệu».

Thăm dò tài nguyên (ISRU - In-Situ Resource Utilization). Lạnh từ các hố sâu cực có thể được phân tách thành hydro và oxy - các thành phần của nhiên liệu rocket hiệu quả nhất. Điều này sẽ tạo ra một trạm nhiên liệu trên Mặt Trăng cho các sứ mệnh hành tinh, giảm chi phí đáng kể (chỉ cần phóng tải trọng hữu ích từ Trái Đất, không cần lượng nhiên liệu khổng lồ cho hành trình trở lại).

Thử nghiệm hệ thống đảm bảo sự sống. Tạo ra các hệ thống kín hoặc bán kín (hệ thống tái tạo sinh học) trong điều kiện trọng lực mặt trăng (1/6 g) là bước quan trọng trước khi bay đến Mars.

Astronomy. Bề mặt sau của Mặt Trăng là nơi lý tưởng để đặt các kính viễn vọng radio, được bảo vệ khỏi nhiễu từ Trái Đất.

3. Thách thức.
Rủi ro chính là bụi mặt trăng. Các hạt bụi có cạnh sắc, không mài mòn (do thiếu sự mài mòn) và được tải điện. Chúng xâm nhập vào các cơ chế, áo bảo hộ và phổi, tạo ra mối đe dọa lâu dài cho sức khỏe và kỹ thuật.

Điều thú vị: Dự án Artemis của NASA không chỉ nhằm «thăm viếng» mà còn nhằm tạo ra sự hiện diện bền vững - Lunar Gateway (trạm không gian quỹ đạo) và cơ sở trên bề mặt. Nga và Trung Quốc cũng đang lên kế hoạch cho cơ sở mặt trăng chung ILRS (International Lunar Research Station).

Mars: mục tiêu cho việc định cư

Địa cầu đỏ (khoảng cách trung bình 225 triệu km) là mục tiêu cuối cùng trong tương lai gần do sự tương tự với Trái Đất.

1. Mục tiêu khoa học: tìm kiếm sự sống và quá khứ.
Mars là ứng viên hàng đầu cho việc phát hiện dấu vết sự sống ngoài hành tinh, có thể là sự sống nguyên thủy và hóa thạch. Điều tra địa chất của Mars, dấu vết của các dòng sông và hồ cổ đại, thành phần của khí quyển sẽ giúp hiểu tại sao các hành tinh có điều kiện khởi đầu tương tự lại đi theo các con đường khác nhau: Trái Đất trở thành nơi sống, còn Mars trở thành sa mạc lạnh lẽo.

2. Nhiệm vụ công nghệ và triết học: trở thành loài đa hành tinh.

Đặc điểm của sứ mệnh. Chuyến bay đến Mars (2-3 năm) là sứ mệnh tự chủ đầu tiên. Do sự chậm trễ trong liên lạc (tối đa 22 phút một hướng) đội ngũ phải đưa ra các quyết định quan trọng một mình.

Tạo ra một cộng đồng tự duy trì. Mục tiêu dài hạn là sử dụng tài nguyên địa phương: CO₂ từ khí quyển để sản xuất oxy và metan (nhiên liệu theo quá trình Sabatier), nước từ băng dưới mặt đất, regolit để xây dựng. Điều này là một kiểm tra khả năng của nhân loại sống độc lập với sinh quyển Trái Đất.

3. Thách thức.

• Bức xạ. Trong suốt thời gian bay và trên bề mặt, đội ngũ sẽ nhận được liều lượng tương đương với giới hạn suốt đời của các phi hành gia. Cần tạo ra bảo vệ hiệu quả (màng nước, tường bảo vệ từ từ trường) hoặc giảm thời gian bay.
• Trọng lực (3/8 g). Tác động lâu dài đến sức khỏe con người (xương, cơ, hệ tim mạch) vẫn chưa được nghiên cứu đầy đủ. Liệu các cư dân sau khi sống trên Mars có thể trở lại Trái Đất không?
• Bụi độc hại. Bụi Mars chứa perclorat - muối có hại cho tuyến giáp. Nó cũng rất mịn và phân bố toàn cầu bởi các cơn bão.

Điều thú vị: Sứ mệnh Mars-500 (2010-2011), được thực hiện ở Moscow, đã mô phỏng một chuyến bay 520 ngày đến Mars và phát hiện ra các vấn đề tâm lý nghiêm trọng: các thành viên của đội ngũ bị rối loạn nhịp sinh học, phát triển các trạng thái trầm cảm do sự đơn điệu và cô lập.

Bảng so sánh so với văn bản

Khoảng cách: Mặt Trăng: 3-4 ngày bay; Mars: 6-9 tháng một hướng.
Trọng lực: Mặt Trăng: 1/6 g; Mars: 3/8 g. Cả hai đều không đủ để duy trì sức khỏe lâu dài mà không có biện pháp khắc phục.
Khí quyển: Mặt Trăng: trống rỗng; Mars: mỏng manh (1% so với Trái Đất), CO₂. Trên Mars có một chút bảo vệ khỏi các hạt vi mô và tia vũ trụ.
Tài nguyên: Mặt Trăng: nước đóng băng ở cực, heli-3; Mars: băng dưới mặt đất, CO₂ từ khí quyển, perclorat trong đất.
Mục tiêu chính: Mặt Trăng: khu vực thử nghiệm và trạm logistics; Mars: định cư khoa học và tìm kiếm sự sống.
Rủi ro chính: Mặt Trăng: bụi mài mòn và bức xạ; Mars: bức xạ trong hành trình, trọng lực, bụi độc hại.

Liên kết chiến lược

Mặt Trăng và Mars không phải là đối thủ mà là các bước của một chiếc thang. Mặt Trăng là khu vực thử nghiệm. Trên đó, có thể và cần phải thử nghiệm:

• Công nghệ khai thác và sử dụng tài nguyên địa phương.
• Hệ thống đảm bảo sự sống trong điều kiện trọng lực khác.
• Các phương pháp bảo vệ khỏi bức xạ và bụi.
• Principles of space medicine.

Thành công trên Mặt Trăng sẽ tăng gấp nhiều lần cơ hội cho sứ mệnh thành công và bền vững trên Mars. Không có «đào tạo» mặt trăng, chuyến bay phi hành gia đến Mars sẽ liên quan đến rủi ro không thể chấp nhận được. Do đó, việc trở lại Mặt Trăng không phải là bước lùi mà là bước cần thiết và thực tế để nhảy vọt của nhân loại đến hành tinh đỏ và trở thành một nền văn minh đa hành tinh thực sự.

Permanent link to this publication: