NASA thúc đẩy kế hoạch đưa mẫu vật sao Hỏa về Trái Đất

Theo kế hoạch ban đầu, chương trình Mars Sample Return do NASA và Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) phối hợp thực hiện có thể tiêu tốn tới 11 tỷ USD và bị trì hoãn đến năm 2040. Đây là một viễn cảnh mà Giám đốc NASA Bill Nelson, cho là "hoàn toàn không thể chấp nhận được".

Hình minh họa mô tả cảnh xe tự hành Perseverance hạ cánh an toàn trên sao Hỏa bằng cần cẩu trên không. (Nguồn: NASA)

Để khắc phục, NASA đã đề nghị các trung tâm nghiên cứu và đối tác trong ngành đưa ra những phương án thay thế khả thi hơn. Kết quả là 2 chiến lược mới được đề xuất, giúp giảm chi phí xuống còn khoảng 5,5 đến 7,7 tỷ USD và có thể đưa các mẫu vật về Trái Đất sớm nhất vào năm 2035.

Hành trình đưa mẫu vật từ sao Hỏa về Trái Đất không chỉ đơn giản là một chuyến thám hiểm vũ trụ mà còn mang ý nghĩa vô cùng lớn trong việc trả lời câu hỏi liệu sự sống có từng tồn tại trên hành tinh Đỏ hay không.

Từ khi hạ cánh xuống miệng núi lửa Jezero vào tháng 2/2021, xe tự hành Perseverance đã thu thập nhiều mẫu đá và bụi từ khu vực này – nơi các nhà khoa học tin rằng từng là hồ nước và đồng bằng sông cổ đại, môi trường lý tưởng cho sự sống trong quá khứ.

Các mẫu vật này có thể chứa những bằng chứng quan trọng giúp làm sáng tỏ bí ẩn hàng triệu năm về trước, thậm chí có khả năng thay đổi cách chúng ta hiểu về lịch sử hình thành của hệ Mặt Trời.

Để đưa các mẫu vật này về Trái Đất, NASA hiện đang cân nhắc 2 chiến lược chính. Chiến lược đầu tiên là sử dụng lại phương pháp cần cẩu trên không (sky crane) – công nghệ từng được dùng để hạ cánh thành công 2 xe tự hành Perseverance và Curiosity trên sao Hỏa.

Hệ thống này sử dụng dù, tấm chắn nhiệt và động cơ đẩy để giảm tốc, sau đó thả xe tự hành xuống bề mặt hành tinh bằng dây cáp. Đây là một giải pháp từng chứng minh hiệu quả, nhưng lần này hệ thống cần phải được mở rộng và cải tiến để vận chuyển các mẫu vật trở về.

Chiến lược thứ 2 là hợp tác với các đối tác thương mại, như SpaceX hoặc Blue Origin, để phát triển một "phương tiện nâng hạng nặng" có khả năng đưa các mẫu vật từ sao Hỏa về Trái Đất. Các công ty này đều đang đi đầu trong việc phát triển các công nghệ vũ trụ mới và có thể giúp NASA tiết kiệm đáng kể chi phí và thời gian.

Việc hạ cánh trên sao Hỏa từ lâu đã là một thử thách lớn đối với các nhà khoa học. Bầu khí quyển của hành tinh Đỏ đủ dày để đốt cháy tàu vũ trụ nếu không được bảo vệ, nhưng lại quá mỏng để chỉ dựa vào dù làm chậm tốc độ khi hạ cánh.

Cả 2 chiến lược mới mà NASA đang xem xét đều yêu cầu một tàu đổ bộ mang theo phương tiện Mars Ascent Vehicle (MAV) – một tàu nhỏ có nhiệm vụ cất cánh từ sao Hỏa, mang theo các mẫu vật và gặp gỡ với tàu Earth Return Orbiter của ESA trên quỹ đạo sao Hỏa. Sau đó, tàu này sẽ đưa mẫu vật trở về Trái Đất, tương tự như cách mà NASA từng mang đá và bụi từ tiểu hành tinh Bennu về trong sứ mệnh OSIRIS-REX.

Mars Sample Return là sứ mệnh đầu tiên trong lịch sử loài người nhằm đưa mẫu vật từ một hành tinh có khả năng sinh sống trở về Trái Đất.

Tiến sĩ Nicky Fox, Giám đốc Ban thực hiện Sứ mệnh Khoa học của NASA nhấn mạnh rằng, việc nghiên cứu những mẫu vật này tại các phòng thí nghiệm hiện đại sẽ giúp các nhà khoa học hiểu rõ hơn về lịch sử địa chất và sự tiến hóa của sao Hỏa – nơi có thể từng tồn tại sự sống trong quá khứ.

Bà Nicky Fox cho biết: "Chúng tôi muốn đưa những mẫu vật này trở về càng sớm càng tốt để nghiên cứu chúng trong các cơ sở hiện đại. Điều này sẽ giúp làm sáng tỏ lịch sử của hệ Mặt Trời thời kỳ sơ khai, trước khi sự sống bắt đầu trên Trái Đất".

Tuy nhiên, việc đưa mẫu vật từ sao Hỏa về Trái Đất là một hành trình phức tạp và đòi hỏi nhiều thử nghiệm kỹ thuật. Trong năm tới, các nhóm tại Phòng Thí nghiệm Động cơ Phản lực (JPL) của NASA sẽ tập trung vào việc thiết kế và thử nghiệm từng kế hoạch một.

Hình minh họa cho thấy nhiều robot sẽ hợp tác với nhau để vận chuyển mẫu vật từ hành tinh Đỏ về Trái Đất. (Nguồn: NASA)

Một trong những thách thức lớn nhất là làm cho hệ thống cần cẩu trên không lớn hơn 20% so với thiết kế hiện tại, đồng thời đảm bảo rằng phương tiện MAV có thể sống sót qua quá trình hạ cánh trên sao Hỏa trước khi cất cánh trở lại.

Ngoài ra, NASA cũng đang nghiên cứu phát triển một hệ thống pin mặt trời mới, có khả năng cung cấp điện và giữ nhiệt cho các thiết bị ngay cả trong điều kiện khắc nghiệt của các cơn bão bụi sao Hỏa.

Trong khi NASA tiếp tục hoàn thiện các kế hoạch của mình, Trung Quốc cũng đã tuyên bố quan tâm đến việc đưa mẫu vật từ sao Hỏa về.

Sứ mệnh Tianwen-3 của Trung Quốc có thể được phóng vào năm 2028, với mục tiêu đưa mẫu vật về Trái Đất vào năm 2031. NASA cho rằng, sứ mệnh của họ có sự khác biệt lớn, không chỉ đơn thuần là thu thập và mang về một mẫu vật duy nhất, mà còn nhằm thu thập nhiều mẫu từ các lớp đá khác nhau trên bề mặt sao Hỏa để cung cấp thông tin về các thời kỳ địa chất khác nhau.

Giám đốc Bill Nelson nhấn mạnh, việc mang những mẫu vật này về có thể thay đổi cách chúng ta hiểu về sao Hỏa, hệ Mặt Trời và thậm chí cả nhân loại. "Đây không chỉ là một hành trình khám phá vũ trụ, mà còn là hành trình tìm kiếm câu trả lời cho câu hỏi lớn nhất của nhân loại: Có sự sống ngoài Trái Đất hay không?"

Xuân Minh