NASA hoàn thành thí nghiệm mô phỏng Sao Hỏa: tình nguyện viên hoàn thành xuất sắc 378 ngày sống khép kín

Sao Hỏa, hành tinh láng giềng mang màu đỏ rực rỡ, từ lâu đã trở thành niềm mơ ước chinh phục của con người. Tuy nhiên, môi trường khắc nghiệt nơi đây với bức xạ cao, trọng lực thấp và tài nguyên khan hiếm đặt ra vô số thách thức cho sự sống còn của con người. Để giải mã những bí ẩn của Sao Hỏa và chuẩn bị cho những sứ mệnh thám hiểm trong tương lai, NASA đã thực hiện Dự án Sinh tồn Mô phỏng Sao Hỏa (CHAPEA).

Khi con người ngày càng quan tâm đến việc khám phá Sao Hỏa, làm thế nào để sống sót trên Sao Hỏa đã trở thành một vấn đề cấp bách cần được các nhà khoa học giải quyết. Môi trường khắc nghiệt của Sao Hỏa khiến cuộc sống trên hành tinh đỏ trở nên vô cùng khó khăn. 

Để giải quyết những thách thức này, NASA đã phát động sứ mệnh CHAPEA. Vào ngày 25 tháng 6 năm 2023, một ngày định mệnh sẽ được ghi vào lịch sử, bốn tình nguyện viên – Kelly Haston, Anca Selariu, Ross Brockwell và Nathan Jones, đã chính thức bắt đầu thí nghiệm mô phỏng sinh tồn trên Sao Hỏa kéo dài 378 ngày của họ. 

Họ bước vào cabin mô phỏng Sao Hỏa rộng 1.700 mét vuông. Cabin này không chỉ là ngôi nhà của họ trong hơn một năm tới mà còn là một hệ sinh thái nhỏ mô phỏng môi trường Sao Hỏa. Thí nghiệm này không chỉ là một cuộc khám phá khoa học mà còn là một bài kiểm tra khắc nghiệt về giới hạn sinh tồn của con người. Để đảm bảo sự thành công của thí nghiệm, NASA đã tiến hành sàng lọc nghiêm ngặt việc lựa chọn tình nguyện viên. Cuối cùng, Kelly Haston, Anca Selariu, Ross Brockwell và Nathan Jones đã được lựa chọn với tư cách là bốn tình nguyện viên cho sứ mệnh CHAPEA.

Nathan Jones là một kỹ sư hàng không vũ trụ giàu kinh nghiệm, người đã tham gia thiết kế và thực hiện nhiều sứ mệnh không gian. Anh ấy có kỹ năng kỹ thuật, giải quyết vấn đề xuất sắc và là trụ cột kỹ thuật của nhóm. 

Anca Selariulà một nhà sinh vật học tập trung vào nghiên cứu khoa học đời sống trong môi trường khắc nghiệt. Chuyên môn của cô rất quan trọng để hiểu được tác động của môi trường Sao Hỏa đối với các sinh vật sống. 

Kelly Haston là nhà tâm lý học chuyên nghiên cứu phản ứng tâm lý của con người trong môi trường cực kỳ cô lập. Cô không chỉ chịu trách nhiệm về các thí nghiệm khoa học trong nhóm mà còn tư vấn và hỗ trợ tâm lý. 

Ross Brockwell là bác sĩ chịu trách nhiệm theo dõi sức khỏe và chăm sóc khẩn cấp cho các thành viên trong nhóm. Kiến thức y tế và kỹ năng sơ cứu của anh đảm bảo sự an toàn và sức khỏe của đội trong môi trường khép kín. Trước khi chính thức bước vào cabin kín, các tình nguyện viên đã trải qua một loạt khóa huấn luyện toàn diện và nghiêm ngặt. Nội dung đào tạo bao gồm mô phỏng đi bộ trên bề mặt Sao Hỏa, ứng phó khẩn cấp, quản lý tài nguyên, v.v.

Cuộc sống trong cabin mô phỏng Sao Hỏa

Trong cabin mô phỏng Sao Hỏa, quản lý tài nguyên và duy trì hệ sinh thái là ưu tiên hàng đầu. Các tình nguyện viên cần sử dụng cẩn thận từng giọt nước, từng thực phẩm, từng kilowatt giờ điện. Hệ thống tuần hoàn nước, hệ thống lọc không khí và hệ thống trồng cây là trọng tâm của việc bảo trì hàng ngày. Để mô phỏng môi trường Sao Hỏa, nguồn lực trong cabin sẽ được cung cấp có hạn, đòi hỏi các tình nguyện viên không chỉ phải có kỹ năng thực hành tốt mà còn phải có tinh thần đồng đội tốt. Bất kỳ sai sót nhỏ nào cũng có thể ảnh hưởng đến sự cân bằng của toàn bộ hệ sinh thái và thậm chí đe dọa sự sống còn của họ.

Các tình nguyện viên không chỉ phải quản lý nguồn tài nguyên tiêu thụ hàng ngày mà còn chịu trách nhiệm trồng trọt và thu hoạch cây trồng trong cabin. Thực vật không chỉ là nguồn thức ăn quan trọng mà còn có vai trò thanh lọc không khí và tuần hoàn nước trong hệ sinh thái. Sức khỏe của thực vật có liên quan trực tiếp đến chất lượng cuộc sống và sự an toàn sinh tồn của các tình nguyện viên.

Thay đổi cơ thể và khả năng sinh tồn

Sau 378 ngày sống khép kín, cơ thể các tình nguyện viên có sự thay đổi đáng kể. Môi trường trọng lực thấp của mô phỏng khiến mật độ xương và khối lượng cơ bắp ở các tình nguyện viên giảm đi. Mặc dù tập thể dục một giờ mỗi ngày nhưng điều này vẫn không thể bù đắp hoàn toàn những tác động tiêu cực của trọng lực thấp lên xương và cơ. 

Dữ liệu cho thấy mật độ xương của tình nguyện viên giảm trung bình 2-3% và khối lượng cơ giảm khoảng 5%. Điều này cung cấp những hiểu biết quan trọng cho các sứ mệnh tới Sao Hỏa trong tương lai, cho thấy rằng cuộc sống trên Sao Hỏa sẽ đòi hỏi các chương trình tập thể dục và dinh dưỡng hiệu quả hơn để duy trì sức khỏe tốt.

Mặc dù được che chắn bức xạ, nhưng các tình nguyện viên vẫn phải tiếp xúc với mức độ phóng xạ cao trong môi trường Sao Hỏa mô phỏng. Việc tiếp xúc với bức xạ trong thời gian dài có tác động đến hệ thống miễn dịch và sức khỏe tế bào. Xét nghiệm máu cho thấy số lượng bạch cầu giảm, cho thấy mức độ ức chế của hệ thống miễn dịch.

Xét nghiệm DNA tế bào cũng cho thấy một số tổn thương nhỏ do bức xạ gây ra. Điều này cho thấy các sứ mệnh tới Sao Hỏa trong tương lai sẽ đòi hỏi các biện pháp bảo vệ bức xạ mạnh mẽ hơn để bảo vệ sức khỏe của các phi hành gia.

Ngoài ra, môi trường trọng lực thấp ảnh hưởng đến sự phân phối chất dịch trong cơ thể, khiến một số tình nguyện viên bị sưng mặt và tăng áp lực nội nhãn. Mặc dù các triệu chứng này dần trở lại bình thường sau khi thí nghiệm kết thúc, nhưng chúng có tác động ngắn hạn đến thị lực và sức khỏe tổng thể. Những phát hiện này đã thúc đẩy các nhà khoa học nghiên cứu sâu hơn và tối ưu hóa các phương pháp điều chỉnh sự phân phối chất lỏng trong môi trường trọng lực thấp.

Ảnh hưởng tâm lý và sự cô đơn

Mặc dù các tình nguyện viên có thể xoa dịu cảm giác cô đơn và cô lập thông qua hoạt động tư vấn tâm lý và hoạt động tập thể thường xuyên, nhưng những cảm giác này vẫn là điều không thể tránh khỏi trong môi trường khép kín lâu dài. 

Dữ liệu thực nghiệm cho thấy các tình nguyện viên thường cảm thấy cô đơn và cô lập mạnh mẽ trong giai đoạn sau của thử nghiệm, và một số tình nguyện viên cũng trải qua các triệu chứng trầm cảm và lo lắng nhẹ. 

Những kết quả này không chỉ cung cấp tài liệu tham khảo quan trọng cho các sứ mệnh sao Hỏa trong tương lai mà còn cung cấp định hướng cho các nhà khoa học cải tiến và tối ưu hóa các công nghệ và chiến lược liên quan.

Thành công của thí nghiệm mô phỏng sinh tồn trên Sao Hỏa của NASA đánh dấu một bước tiến vững chắc khác để con người khám phá Sao Hỏa. Mặc dù các sứ mệnh Sao Hỏa trong tương lai vẫn phải đối mặt với nhiều thách thức chưa biết, nhưng con người chưa bao giờ ngừng hướng tới Sao Hỏa. Chính tinh thần khám phá và đổi mới liên tục này đã thúc đẩy chúng ta hướng tới một vũ trụ rộng lớn hơn và khám phá nhiều khu vực chưa biết hơn. Sao Hỏa, hành tinh đỏ, đang chờ đợi sự xuất hiện của con người.