Những thí nghiệm cho sự hiện diện của con người trên Mặt Trăng

Tên lửa Hệ thống Phóng Không gian (SLS) đưa tàu Orion, chở phi hành đoàn Artemis II, rời bệ phóng tại Trung tâm Vũ trụ Kennedy, Florida, lúc 5h35 ngày 2/4 (giờ Hà Nội). Chuyến bay làm nên lịch sử khi trở thành nhiệm vụ có người lái đầu tiên hướng tới Mặt Trăng kể từ nhiệm vụ Apollo 17 cách đây 54 năm.

Artemis II là cột mốc quan trọng trong chương trình Artemis, tạo bước đệm cho việc thiết lập sự hiện diện lâu dài của con người trên bề mặt Mặt Trăng. Ngoài thử nghiệm công nghệ cho chương trình, chuyến bay kéo dài 10 ngày này còn thu thập dữ liệu về mức độ phơi nhiễm bức xạ, sức khỏe và khả năng hoạt động của con người ngoài quỹ đạo Trái Đất thấp, đồng thời quan sát Mặt Trăng từ góc nhìn hiếm.

Nghiên cứu về sức khỏe phi hành gia

Một thí nghiệm đáng chú ý trên tàu Orion là Phản ứng tương tự mô của phi hành gia ảo (AVATAR). Thí nghiệm sử dụng các "chip cơ quan" - mẫu mô nuôi cấy trong phòng thí nghiệm, lớn tương đương chiếc USB, chứa tế bào người sống được chỉnh sửa để hoạt động giống như cơ quan thật.

AVATAR tập trung vào mô tủy xương nuôi cấy từ tế bào thu thập trong quá trình hiến máu trước chuyến bay của các phi hành gia. Tủy xương sản sinh ra tế bào miễn dịch và máu, đồng thời đặc biệt nhạy cảm với bức xạ, do đó là mục tiêu quan trọng để đánh giá rủi ro sức khỏe trong các nhiệm vụ ngoài Trái Đất.

Sau khi nhiệm vụ Artemis II kết thúc, các nhà nghiên cứu sẽ phân tích mẫu mô ở cấp độ phân tử để đánh giá cách hàng nghìn gene phản ứng với chuyến du hành vũ trụ. Để xác định xem chúng có thể dự đoán chính xác phản ứng của con người trước căng thẳng liên quan đến vũ trụ hay không, họ cũng sẽ so sánh kết quả với dữ liệu từ Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) và với các mẫu sinh học thu thập từ phi hành đoàn trước và sau chuyến bay.

Nghiên cứu trước đây trên trạm ISS, vốn được từ trường Trái Đất che chắn một phần, cho thấy phi hành gia bị tiêu xương ngay cả trong chuyến bay ngắn. Các nghiên cứu tương tự có thể giúp định hướng chiến lược chăm sóc sức khỏe tốt hơn cho phi hành gia trong những nhiệm vụ dài hạn sau này.

Thử nghiệm thích nghi trong không gian sâu

Một thí nghiệm quan trọng khác là ARCHeR, hướng đến tìm hiểu cách phi hành gia thích nghi với cuộc sống trong tàu Orion khép kín. Họ sẽ đeo thiết bị trên cổ tay để theo dõi mức độ căng thẳng, sự chuyển động, giấc ngủ và khả năng nhận thức. Nhóm nghiên cứu hy vọng dữ liệu thời gian thực sẽ giúp phân tích cách hoạt động hàng ngày, sự nghỉ ngơi và môi trường giới hạn ảnh hưởng thế nào đến sức khỏe và khả năng làm việc nhóm ngoài không gian.

Một nghiên cứu khác sẽ tập trung vào hệ miễn dịch. Trong suốt nhiệm vụ, các phi hành gia sẽ thu thập mẫu nước bọt bằng cách thấm chúng lên giấy chuyên dụng lưu trữ trong những cuốn sổ nhỏ - phương pháp đơn giản và cần thiết vì tàu Orion không có tủ lạnh.

Khi so sánh với các mẫu thu thập trước và sau chuyến bay, dữ liệu về nước bọt và máu sẽ cho phép nhóm nghiên cứu theo dõi thay đổi miễn dịch liên quan đến tác nhân gây căng thẳng như bức xạ và sự cô lập. Họ cũng dự định theo dõi khả năng virus "ngủ đông", bao gồm virus liên quan đến bệnh thủy đậu và zona thần kinh, tái hoạt động trong chuyến du hành vũ trụ - hiện tượng từng xảy ra trên trạm ISS.

Đo lường bức xạ mạnh

Khác với phi hành đoàn trên trạm ISS, Artemis II sẽ bay vượt khỏi từ quyển Trái Đất, tiếp xúc với bức xạ vũ trụ nhiều hơn đáng kể. Để theo dõi rủi ro này, họ sẽ mang máy đo liều lượng bức xạ cá nhân trong túi để theo dõi mức độ tiếp xúc theo thời gian thực. Cùng với 6 cảm biến bức xạ lắp đặt trên khoang chở người của tàu Orion, chúng có thể phát hiện sự gia tăng bức xạ đột ngột, ví dụ như trong bão Mặt Trời, và cảnh báo phi hành đoàn thực hiện biện pháp bảo vệ.

Dữ liệu từ các thiết bị trên cùng với phép đo từ một số vệ tinh nhỏ mà đối tác quốc tế cung cấp sẽ giúp giới khoa học hiểu rõ hơn về cách bức xạ hoạt động bên trong Orion và ảnh hưởng đến sức khỏe con người.

Góc nhìn hiếm về Mặt Trăng

Khi Orion bay vòng qua phía xa Mặt Trăng (phía luôn bị khuất khi nhìn từ Trái Đất), phi hành đoàn Artemis II có khoảng ba giờ để nghiên cứu địa hình mà chưa ai khảo sát kỹ hơn suốt 50 năm qua. Dù vậy, tầm nhìn của phi hành đoàn sẽ phụ thuộc vào đường bay của Orion cũng như góc chiếu của ánh sáng Mặt Trời.

Họ sẽ dựa vào kiến thức địa chất để chụp ảnh và mô tả các cấu trúc bề mặt hình thành từ những vụ va chạm và dòng dung nham cổ xưa. Một trong những mục tiêu hấp dẫn nhất là bồn trũng Orientale - vết tích va chạm khổng có niên đại 3,8 tỷ năm, rộng khoảng 960 km, đánh dấu ranh giới giữa phía gần và phía xa Mặt Trăng nhưng nằm ngoài tầm quan sát trong thời Apollo.

Phi hành đoàn Artemis II cũng có thể chứng kiến tia sáng lóe lên do thiên thạch lao xuống hoặc đám mây bụi mờ ảo lơ lửng phía trên đường chân trời của Mặt Trăng, vốn rất bí ẩn với con người. Những quan sát này được kỳ vọng giúp định hướng cho các nhiệm vụ Artemis tiếp theo, bao gồm cả kế hoạch đưa con người hạ cánh gần cực nam Mặt Trăng. Dữ liệu mới có thể ảnh hưởng đến địa điểm mà phi hành đoàn tương lai khám phá, mẫu vật cần thu thập cũng như việc xác định khu vực có giá trị khoa học cao.

Thu Thảo (Theo Space, IFL Science)