Bức ảnh cho thấy nhà khoa học-phi hành gia đang khám phá mặt trăng trong bộ đồ vũ trụ của mình. [Tín dụng hình ảnh: Wikimedia Commons]
Đi bộ trên Mặt trăng có thể nhanh hơn cả như chúng ta suy nghĩ ban đầu, tuy nhiên đó là một cơn ác mộng về khâu chuẩn bị.
Nhìn từ Trái đất, mặt trăng trông có vẻ nhỏ. Nhưng nếu bạn lên một con tàu vũ trụ, mặc một bộ đồ chuyên nghiệp và đi bộ đường dài trên mặt trăng, thì sẽ mất bao lâu để đi bộ hết một vòng quanh nó?
Câu trả lời phụ thuộc vào vô số yếu tố, bao gồm tốc độ bạn có thể đi, bạn có thể đi bộ bao nhiêu thời gian mỗi ngày hay bạn phải đi những đường vòng nào để tránh địa hình nguy hiểm v.v.
Một chuyến đi vòng quanh Mặt trăng như vậy có thể mất hơn một năm, nhưng trên thực tế, có rất nhiều thách thức cần phải vượt qua.
Theo NASA, có tổng cộng 12 người đã đặt chân lên bề mặt Mặt trăng, tất cả đều là những thành viên phi hành đoàn của chuyến tàu vũ trụ Apollo từ năm 1969 đến năm 1972. Họ đã đặt chân lên Mặt trăng và đi bộ trong vùng trọng lực thấp, bằng một phần sáu trọng lực của Trái đất.
Tuy nhiên, nghiên cứu từ NASA cho thấy con người có thể di chuyển trên mặt trăng nhanh hơn nhiều so với các phi hành gia Apollo đã thực hiện. Về mặt lý thuyết, việc đi bộ theo chu vi của mặt trăng có thể được thực hiện nhanh hơn dự đoán trước đây.
Bắt kịp tốc độ đi bộ trên Mặt trăng như trên Trái đất
Theo NASA, trong các chuyến đi của tàu Apollo, các phi hành gia đi trên bề mặt mặt trăng với vận tốc bình thường khoảng 2,2 km/h. Tốc độ này chậm chủ yếu là do bộ quần áo chuyên dụng có áp suất, cồng kềnh không được thiết kế có tính di động. Nếu họ mặc những bộ đồ thể thao đẹp hơn, họ sẽ thấy dễ dàng hơn rất nhiều khi di chuyển và có thể bắt kịp tốc độ bình thường.
Vào năm 2014, một nghiên cứu của NASA được công bố trên Tạp chí Sinh học Thực nghiệm đã kiểm tra tốc độ con người có thể đi bộ và chạy trong lực hấp dẫn mô phỏng của Mặt trăng. Để làm được điều này, nhóm nghiên cứu đã mời 8 người tham gia [3 trong số đó là các phi hành gia] sử dụng máy chạy bộ trên máy bay DC- 9, chiếc máy bay bay theo quỹ đạo parabol đặc biệt trên Trái đất để mô phỏng lực hấp dẫn trên Mặt trăng trong thời gian tối đa 20 giây tại một thời điểm.
Theo các nhà nghiên cứu, thí nghiệm này cho thấy những người tham gia có thể đi bộ tới 5 km/h. Con số này không chỉ cao hơn gấp đôi tốc độ đi bộ mà các phi hành gia Apollo đã thực hiện mà còn khá gần với tốc độ đi bộ tối đa trung bình trên Trái đất là 7,2 km/h.
Những người tham gia đã tăng được tốc độ vì họ có thể tự do vung tay, tương tự như cách con người chạy trên Trái đất. Chuyển động của cánh tay tạo ra một lực hướng xuống, phần nào bù đắp cho sự thiếu hụt lực hấp dẫn trên bề mặt Mặt Trăng khi họ không thể làm điều này một cách thoải mái do những bộ quần áo không thích hợp.
Với tốc độ tối đa giả định mới này, sẽ mất khoảng 91 ngày để đi bộ hết chu vi 10.921 km của mặt trăng, với tốc độ này sẽ mất khoảng 334 ngày để đi bộ liên tục quanh chu vi 40.075 km của Trái đất, mặc dù điều này không khả thi vì các đại dương.
Rõ ràng, không thể đi bộ liên tục trong 91 ngày, vì vậy trên thực tế, chuyến đi bộ quanh Mặt trăng sẽ mất nhiều thời gian hơn.
Lập kế hoạch cho cung đường
Aidan Cowley, một cố vấn khoa học tại Cơ quan Vũ trụ Châu Âu, nói với Live Science, "Tôi nghĩ về mặt chuẩn bị, điều đó có thể thực hiện được. Nhưng nó sẽ là một hành trình rất kỳ lạ".
Một trong những thách thức lớn nhất là mang theo nhu yếu phẩm, chẳng hạn như nước, thực phẩm và oxy.
Cowley cho rằng: "Tôi không nghĩ rằng bạn sẽ mang chúng trong ba lô của mình. Bởi vì nó quá lớn ngay cả khi bạn đang ở trọng lực bằng một phần sáu Trái đất".
Ông cho rằng: ”Do đó, bạn sẽ cần phải có một phương tiện hỗ trợ bên mình, phương tiện này cũng có thể đóng vai trò như một nơi tạm trú”.
Cowley cho biết: “Rất nhiều ý kiến về việc có một máy bay thám hiểm tương tự, thực sự có thể hỗ trợ và tiếp tế các phi hành gia khi họ thực hiện các nhiệm vụ thám hiểm. Giống như các căn cứ mini di động, họ có thể nghỉ ngơi vào ban đêm, sau đó tiếp tục hành trình vào ban ngày".
Cowley cho biết: “Các nhà thám hiểm mặt trăng cũng sẽ cần một bộ quần áo chuyên dụng với thiết kế cho phép di chuyển tối ưu. Các bộ quần áo hiện tại vẫn chưa thể giúp các phi hành gia di chuyển thoải mái nhất, nhưng một số tổ chức đang phát triển những bộ quần áo giúp cho cánh tay có thể vận động dễ dàng hơn giúp họ có thể đi bộ thoải mái hơn trên Mặt trăng.
Cowley cho biết : “địa hình hiểm trở của Mặt trăng cũng khiến cho việc tìm kiếm một con đường tối ưu xung quanh nó khá phức tạp, đặc biệt là với hố thiên thạch có thể sâu tới vài dặm. "Thực sự quá nguy hiểm khi đi xung quanh các hố sâu này".
Cowley cho biết thêm “Bạn cũng sẽ phải tính đến ánh sáng và nhiệt độ khi lập kế hoạch cho cung đường. Ở xích đạo của Mặt trăng, vào ban ngày, nhiệt độ khoảng 100 độ C, ban đêm giảm xuống rất sâu -180 độ C".
Cowley cho biết thêm “Trên Mặt trăng có những ngày có rất ít hoặc không có ánh sáng mặt trời và ít nhất một nửa hành trình sẽ phải thực hiện trong bóng tối. Việc thích nghi với điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt này có thể được thực hiện với những bộ quần áo được thiết kế đặc biệt và thiết bị bảo vệ, nhưng nhiệt độ cũng có thể thay đổi trạng thái của regolith - một loại đất xám mịn bao phủ lớp nền rắn chắc của Mặt trăng và ảnh hưởng đến tốc độ di chuyển.
Tuy nhiên, bức xạ có thể gây ra mối nguy hiểm lớn hơn. Không giống như Trái đất, mặt trăng không có từ trường giúp làm chệch hướng bức xạ lên bề mặt.
Cowley nói: “Nếu không có hoạt động mặt trời lớn vào thời điểm đó, thì có thể không đến nỗi tệ như vậy”, nhưng nếu có một vụ nổ mặt trời hoặc phóng xạ hình tròn và bạn sẽ bị ảnh hưởng bởi bức xạ cao, điều đó có thể khiến bạn rất, rất nguy hiểm. "[Theo NASA, các tia sáng mặt trời và sự phóng ra từ khối lượng tròn đều giải phóng một lượng lớn năng lượng và các hạt từ hóa, nhưng khác nhau về loại hạt chúng phát ra, thời gian của sự kiện và cách chúng tạo ra bức xạ đi xuyên không gian].
Cowley cho biết thêm: “Nhiệm vụ này cũng sẽ đòi hỏi luyện tập nhiều sức bền vì yêu cầu rèn luyện trong điều kiện trọng lực thấp đối với cơ bắp và hệ thống tim mạch của bạn. Bạn sẽ phải cử một phi hành gia có thể lực vượt trội hơn vận động viên marathon để thực hiện nó".
Cowley cho biết, ngay cả khi đó, đi bộ với tốc độ tối đa chỉ có thể trong khoảng ba đến bốn giờ một ngày. Vì vậy, nếu một người đi bộ với tốc độ 5 km/h trong 4 giờ một ngày, thì sẽ mất ước tính 547 ngày, hoặc gần 1,5 năm để đi hết trên bề mặt chu vi của Mặt trăng, giả sử tuyến đường của bạn không bị các miệng núi lửa làm gián đoạn và bạn có thể chống lại với sự thay đổi nhiệt độ và bức xạ.
Ông cho biết: ”Tuy nhiên, con người sẽ không có công nghệ hoặc thiết bị để đạt được kỳ tích như vậy cho đến ít nhất cuối những năm 2030 hoặc đầu những năm 2040’’.
Cowley nói: “Bạn sẽ không bao giờ nhận được một tổ chức nào hỗ trợ bất cứ điều gì như trên. Nhưng nếu một tỷ phú điên rồ nào đó muốn thử, có lẽ họ có thể thực hiện hành trình kỳ lạ này”.
Nguyễn Can
Theo Livescience
Xem thêm:
Bạn bình luận gì về tin này?
Chuyên mục: Khoa học Thời không vũ trụ
Đã có 12 người đặt chân lên Mặt Trăng trong sứ mệnh Apollo từ 1969-1972. Những đoạn phim tư liệu cho thấy việc đi lại - chính xác hơn là bật nhảy - trên hành tinh có trọng lực chỉ bằng 1/6 lực hấp dẫn của Trái Đất khá thú vị.
Tuy nhiên, nghiên cứu của Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ [NASA] cho thấy con người có thể di chuyển trên Mặt Trăng với tốc độ nhanh hơn so với phi hành gia trên tàu Apollo. Về lý thuyết, thời gian để đi bộ một vòng quanh Mặt Trăng ngắn hơn so với ước tính trước đây.
Trong sứ mệnh Apollo, các phi hành gia "bật nhảy" trên Mặt Trăng với tốc độ khoảng 2,2 km/h. Theo NASA, tốc độ này khá chậm do bộ đồ phi hành gia cồng kềnh, chứa áp suất. Nếu mặc trang phục thoải mái hơn, việc di chuyển sẽ dễ dàng và có thể đạt tốc độ tối đa.
| Con người có thể đi bộ trên Mặt Trăng với tốc độ nhanh hơn phi hành gia trong sứ mệnh Apollo. Ảnh: Shutterstock. |
Tốc độ đi bộ tối đa trên Mặt Trăng
Một nghiên cứu của NASA năm 2014, đăng trên Tạp chí Sinh học Thực nghiệm [Journal of Experimental Biology] đã kiểm tra tốc độ đi bộ và chạy của con người trong môi trường mô phỏng lực hấp dẫn của Mặt Trăng.
Theo Live Science, nhóm nghiên cứu đã mời 8 người [gồm 3 phi hành gia] sử dụng máy chạy bộ trên máy bay phản lực DC-9. Máy bay được điều khiển bay theo quỹ đạo hình parabol đặc biệt, mô phỏng lực hấp dẫn trên Mặt Trăng trong tối đa 20 giây.
Kết quả thử nghiệm cho thấy người tham gia có thể đi bộ với tốc độ lên đến 5 km/h trước khi chạy. Không chỉ gấp đôi tốc độ của phi hành gia Apollo, con số trên gần bằng tốc độ đi bộ tối đa trung bình của con người trên Trái Đất [7,2 km/h].
Tốc độ trên đạt được do người tham gia có thể vừa đi vừa vung tay. Động tác này tạo ra lực hướng xuống, bù cho lực hấp dẫn bị thiếu. Một trong những lý do khiến phi hành gia trên Mặt Trăng di chuyển chậm là không thể vung tay do bộ đồ chật.
| Dấu chân của phi hành gia Neil Armstrong trên Mặt Trăng. Ảnh: NASA. |
Nếu áp dụng tốc độ tối đa như trên [5 km/h], sẽ mất khoảng 91 ngày để đi bộ quanh chu vi 10.921 km của Mặt Trăng. Trong khi đó, cần 334 ngày để đi liên tục hết một vòng chu vi Trái Đất [40.075 km]. Tất nhiên, điều đó không thể xảy ra vì Trái Đất có đại dương.
Yếu tố tương tự cũng được áp dụng trên Mặt Trăng. 91 ngày chỉ là con số trong điều kiện lý tưởng. Trên thực tế, thời gian để đi bộ quanh một vòng Mặt Trăng sẽ dài hơn.
Xác định lộ trình và những yếu tố ảnh hưởng
Aidan Cowley, cố vấn khoa học Cơ quan Vũ trụ châu Âu cho rằng đi bộ quanh Mặt Trăng là nhiệm vụ có thể thực hiện, nhưng “quá kỳ lạ để được hỗ trợ”. Theo ông, một trong những thách thức lớn nhất là nguồn tiếp tế như nước, thực phẩm và oxy.
“Tôi không nghĩ bạn sẽ bỏ chúng vào balo bởi khối lượng rất lớn, ngay cả khi ở môi trường có trọng lực bằng 1/6 [so với Trái Đất]”, Cowley cho biết chúng ta cần một phương tiện hỗ trợ, cũng là nơi trú ẩn.
“Nhiều cơ quan đang xem xét ý tưởng xe thăm dò điều áp [pressurized rover], hỗ trợ phi hành gia trong các nhiệm vụ thám hiểm. Chúng giống những căn cứ di động, dùng để trữ đồ tiếp tế và ngủ vào ban đêm”, Cowley nói.
Nhà thám hiểm cũng cần bộ đồ tối ưu cho việc di chuyển. Trang phục phi hành gia hiện tại chưa được thiết kế cho các hoạt động mạnh, song một số cơ quan đang phát triển bộ quần áo vừa vặn hơn, cho phép người mặc thoải mái vung tay khi đi bộ trên Mặt Trăng.
| Nhà khoa học, phi hành gia Harrison H. Schmitt đang di chuyển trên Mặt Trăng, trong nhiệm vụ Apollo 17 năm 1972. Ảnh: NASA. |
Địa hình hiểm trở trên Mặt Trăng gây khó khăn cho việc tìm tuyến đường phù hợp, đặc biệt là những hố thiên thạch sâu hàng km. Ánh sáng và nhiệt độ cũng là 2 yếu tố cần lưu ý.
“Tại đường xích đạo [của Mặt Trăng], vào ban ngày nhiệt độ lên khoảng 100 độ C. Đến ban đêm, nó giảm xuống -180 độ C”, Cowley cho biết.
Chu kỳ Mặt Trăng khiến một số ngày có rất ít, hoặc không có ánh sáng Mặt Trời. Do đó, ít nhất một nửa hành trình sẽ diễn ra trong bóng tối. Vấn đề nhiệt độ có thể giải quyết bằng xe thám hiểm và quần áo, nhưng nó cũng làm thay đổi trạng thái regolith - loại đất xám mịn bao phủ lớp nền của Mặt Trăng - khiến tốc độ di chuyển bị ảnh hưởng.
Bức xạ Mặt Trời là vấn đề quan trọng. Khác với Trái Đất, Mặt Trăng không có từ trường làm lệch hướng bức xạ. “Nếu Mặt Trời phát ra ngọn lửa [solar flare] hoặc giải phóng vật chất cực quang [CME], trạng thái của bạn sẽ rất tệ nếu cơ thể bị ảnh hưởng bởi bức xạ cao của Mặt Trời”, Cowley cho biết.
| Chu vi Mặt Trăng là 10.921 km. Ảnh: NASA. |
Yếu tố cuối cùng của nhiệm vụ liên quan đến thể lực. Người tham gia cần tập luyện lâu dài trong điều kiện trọng lực thấp, để tim mạch và cơ bắp thích nghi.
Ngay cả khi mọi thứ lý tưởng, một người cũng chỉ có thể đi bộ với tốc độ tối đa trong 3-4 giờ/ngày. Nếu duy trì tốc độ 5 km/h trong 4 giờ/ngày, bạn sẽ mất 547 ngày [gần 1,5 năm] để đi bộ vòng quanh chu vi Mặt Trăng, trong điều kiện đường đi không có miệng núi lửa, không bị ảnh hưởng bởi thay đổi nhiệt độ hay bức xạ Mặt Trời.
Cowley cho rằng con người sẽ không có công nghệ hoặc thiết bị cho nhiệm vụ trên, ít nhất là đến thập niên 2030 hay 2040.
“Sẽ không một cơ quan nào hỗ trợ các nhiệm vụ kiểu này. Nhưng nếu tỷ phú điên rồ nào đó muốn thử, họ sẽ bắt tay mà thôi”, Cowley nói.
Theo Zing/Live Science
Nhà nhiếp ảnh thiên văn Andrew McCarthy đã chụp được hình ảnh của Trạm Vũ trụ Quốc tế khi đi ngang qua Mặt Trăng vào hôm 1/3.