SAO HỎA - Chinh phục thần chiến tranh | SAMURICE

Từ khi khai thiên lập địa, nhân loại đã nhìn lên bầu trời và đặt câu hỏi: “Liệu đó có phải là nơi ở của các vị thần không? Những kẻ hùng mạnh, kỳ bí và quyền năng?”. Sự tò mò đó đã kéo tới sự tiến bộ cho loài linh trưởng này trong những thế kỷ tiếp theo. Chúng bắt đầu tự tạo ra những tôn giáo, tín ngưỡng và bắt đầu tôn thời những vị thần, kể cho nhau nghe những câu chuyện về các bậc tối thượng trên trời.

Từ thần đưa thư Hermes đến thần tình yêu và sắc đẹp Venus, nhân loại lần lượt khám phá ra các hành tinh và đặt tên cho chúng theo những câu chuyện họ kể nhau nghe. Và rồi, họ tìm thấy một hành tinh màu đỏ, hành tinh như hiện thân của chiến tranh, của chết chóc và từ đó, họ đặt cho nó cái tên vô cùng hợp lý, Mars, thần chiến tranh. 

Là hành tinh ngay sát Trái Đất, Sao Hỏa có thể nhìn thấy bằng mắt thường. Nhờ đó, nó đã nằm trong sử sách và ghi chép của các nhà chiêm tinh cổ đại từ khi con người bắt đầu để ý tới bầu trời.

Vào thiên nhiên kỷ thứ 2 trước công nguyên, các nhà chiêm tinh Ai Cập đã hiểu được phần nào quỹ đạo của ngôi sao khi đi trên trời. Bên cạnh đó, họ còn đưa vị trí ngôi sao này vào các lăng mộ Pharaoh như Seti I, Ramesseum như một cách để ghi chép lại bầu trời.

Cùng là những người tiên phong trong chiêm tinh, các nhà thiên văn Babylon cũng có những khám phá riêng về sao Hỏa. Họ phát minh ra những phương pháp toán học để tính chu kỳ các ngôi sao, trong ghi chép của họ, sao Hỏa có 42 vòng hoàng đạo sau 79 năm và họ đặt tên cho hành tinh theo Nergal, vị thần của chiến tranh bệnh dịch.

Cách đó không xa, các nhà chiêm tinh Trung Quốc thời Chu và thời Tần cũng có ghi chép về hành tinh gần gũi này. Cũng nhờ những ghi chép về bầu trời của người Trung Quốc, khái niệm tinh tú và hành tinh mới dần được phổ biến. Tinh tú là chỉ những ngôi sao trên trời, hành tinh là chỉ những ngôi sao di chuyển.

Tại thời sơ khai của thiên văn, khái niệm planet chưa ra đời, hầu như mọi nhà chiêm tinh đều gọi những đốm sáng trên trời là các ngôi sao, không biết rằng đó là ánh sáng phản chiếu từ mặt trời.

Từ Planet đến từ chiêm tinh Hy Lạp với từ gốc là Planetai, nghĩa là những kẻ lang thang, đầu tiên được sử dụng để chỉ những thiên thể di chuyển trên bầu trời gồm mặt trời, mặt trăng và các hành tinh khác, phân biệt rõ ràng với những ngôi sao xa xôi gần như không di chuyển trên bầu trời.

Và cũng chính ở đây, tại Hy Lạp, nơi thiên văn Lưỡng Hà và Ai Cập được du nhập và phát triển đến thịnh vượng, những vị thần La Mã và về sau là các thần Hy Lạp mới đặt chân lên những tinh tú. Và như người Babylon, người Hy Lạp cũng đặt vị thần chiến tranh của họ vào ngôi sao màu đỏ này. Từ đó chúng ta có Mars.

Không chỉ dừng ở đó, khi công nghệ khám phá thiên văn phát triển hơn, nhân loại còn phát hiện ra thêm 2 vệ tinh tự nhiên của sao Hỏa và đặt tên cho chúng dựa theo những đứa con của thần chiến tranh là Phobos và Deimos.

Sao Hỏa là hành tinh thứ 4 trong Hệ Mặt trời và cũng là hành tinh đất đá cuối cùng của gia đình này. Khoảng cách giữa Sao Hỏa và ngôi sao của nó là khoảng 228 triệu km. Bên cạnh đó, giữa các hành tinh đất đá và hành tinh khí ga khổng lồ có một vành đai thiên thạch, ngăn cách hai loại hành tinh. Sao Hỏa là hành tinh sát vách vành đai này, khiến cường độ va chạm thiên thạch cũng từ đó mà cao hơn nhiều so với Trái Đất. Điều này dẫn tới việc bề mặt sao Hỏa có nhiều đặc điểm giống mặt trăng, cụ thể là các hố va chạm khổng lồ. Tuy nhiên, điều đó không có nghĩa là Sao Hỏa hoàn toàn chỉ có những nguy hiểm và chết chóc.

Trong các hệ hành tinh, khoảng cách giữa hành tinh và ngôi sao trung tâm có ý nghĩa rất lớn với sự sống. Ở quá gần sẽ bị đốt cháy còn ở quá xa sẽ khiến hành tinh bị đóng băng. Cả hai cùng không hợp lý cho sự sống phát triển. Vì vậy, khu vực trung tâm, không quá gần nhưng cũng chẳng xa quá, đủ ấm để nước tồn tại dưới dạng lỏng là nơi tiềm năng nhất cho sự sống phát triển, đây được gọi là khu vực Goldilocks hay khu vực an toàn cho sự sống. Trái Đất của chúng ta nằm ở khu vực an toàn trong hệ mặt trời. Tuy nhiên, Trái Đất không phải là hành tinh duy nhất ở đây.

Từ khi khai thiên lập địa, nhân loại đã nhìn lên bầu trời và đặt câu hỏi: “Liệu đó có phải là nơi ở của các vị thần không? Những kẻ hùng mạnh, kỳ bí và quyền năng?”. Sự tò mò đó đã kéo tới sự tiến bộ cho loài linh trưởng này trong những thế kỷ tiếp theo. Chúng bắt đầu tự tạo ra những tôn giáo, tín ngưỡng và bắt đầu tôn thời những vị thần, kể cho nhau nghe những câu chuyện về các bậc tối thượng trên trời.

Tháng 9 năm 1610, Galileo Galilei bắt đầu lấy ống kính viễn vọng để nghiên cứu về Sao Hỏa và đưa tri thức mới về hành tinh đỏ về cho nhân loại. Với mắt nhìn tinh vi hơn, Galileo có thể khám phá các chu kỳ của hành tinh và từ đó tính được quỹ đạo lẫn khối lượng của nó.

Tuy nhiên, ống kính của Galileo vẫn còn quá sơ khai và không thể đem lại những tính toán chính xác. Hậu sinh khả úy, các nhà thiên văn về sau đã tiếp thu những kiến thức từ các bậc tiền bối và đưa ra các tính toán chính xác hơn về hành tinh đỏ.

Vào năm 1659, nhà thiên văn Hà Lan Christiaan Huygens đã là người đầu tiên vẽ bản đồ sao Hỏa dựa vào quan sát của mình. Trong bản đồ của ông, ông đã xác định được vùng tối của hành tinh, nơi được các nhà thiên văn hiện đại gọi là Syrtis Major Planum. Bên cạnh đó, ông cũng xác định được chu kỳ quay của hành tinh, ước tính tương đương 24h Trái Đất và cũng đoán được sơ bộ về đường kính, kích thước của hành tinh này. Đến năm 1672, ông còn tìm ra được một chỏm trắng mờ ở cực Bắc hành tinh.

Trong các thế kỷ tiếp theo, các khám phá về sao Hỏa thông qua ống kính viễn vọng liên tục được đưa ra, phủ nhận rồi lại cập nhật dần. Từ đó, những giả thuyết về sự sống trên sao Hỏa cũng dần ra đời.

Năm 1877, nhà thiên văn Ý Giovanni Schiaparelli đã sử dụng kính viễn vọng 22cm để nhìn kỹ hơn bề mặt sao Hỏa. Nhờ ống kính này, ông đã phát hiện ra những kênh đào khổng lồ trên bề mặt hành tinh. Ông gọi nó là các canali. Những Canali này kéo dài thẳng tắp trên hành tinh khiến ông nghĩ rằng đó là sản phẩm nhân tạo, không thể nào là tự nhiên được. Tuy nhiên, cái gì hoàn hảo quá cũng không thực. Về sau, giả thuyết của ông đã bị phủ nhận và xác định lại rằng đó chỉ là ảo giác khi quan sát bằng mắt thường.

Dù bị phủ nhận, giả thuyết về sự sống trên sao Hỏa vẫn không bị gạt đi hoàn toàn. Trái lại, nó đã giúp nhiều nhà thiên văn khác có thêm động lực để tiếp tục quan sát hành tinh đỏ. Họ muốn biết nhiều hơn về chị em của Trái Đất, về những gì đang xảy ra trên bề mặt đỏ ấy.

Qua thế kỷ 19 và tiến tới thế kỷ 20, nhân loại dần đạt được những bước tiến xa trong khoa học và công nghệ.

Qua các quan sát thiên văn, tổng thể tích của Sao Hỏa nhỏ hơn Trái Đất với đường kính xấp xỉ chỉ bằng ½. Thêm vào đó là mật độ vật chất của Sao Hỏa cũng thấp hơn so với Trái Đất, dẫn tới việc sao Hỏa có trọng lực thấp hơn nhiều so với hành tinh xanh. Trên bề mặt hành tinh đỏ, gia tốc trọng trường chỉ ở mức 3.7 m/s trong khi ở Trái Đất là 9.8 m/s. Ngoài ra, với quỹ đạo rộng hơn, sao Hỏa cũng cần nhiều ngày hơn so với trái đất để hoàn thiện một vòng quanh mặt trời. Sao Hỏa mất khoảng 24h 40’ giờ Trái Đất để hoàn thiện một ngày và một năm của Sao Hỏa gần bằng 1.8 lần một năm của Trái Đất, cụ thể là 1 năm và 320 ngày 18h.

Thêm vào đó, Sao Hỏa cũng có trục nghiêng gần giống với Trái Đất. Trái Đất có trục quay nghiêng ở góc 23 độ còn Sao Hỏa là 25 độ. Nhờ độ nghiêng này mà Trái Đất có hai mùa rõ rệt là đông và hè và sao Hỏa cũng thế.

Nhờ trục nghiêng và hai mùa rõ rệt, sao Hỏa cũng có băng ở hai cực hành tinh. Tuy nhiên, đây không phải là băng nước như trên Trái Đất, đây là băng khô hay băng CO2. Khoảng cách xa mặt trời hơn Trái Đất kèm theo trục nghiêng rộng hơn khiến cực Nam của sao Hỏa có khối băng khô vĩnh cửu rộng 400km với độ dày lên tới 8m. Khối băng ở Bắc Cực còn rộng hơn với đường kính lên tới 1000km ở điều kiện phù hợp.

Với những nghiên cứu đã có về sao Hỏa, chúng ta không khó để hiểu được vì sao đây lại là hành tinh được ngắm tới để đặt làm nơi ở tiếp theo cho nhân loại. Sao Hỏa không khác lắm so với Trái Đất, nhưng cũng đủ khác để việc sống trên hành tinh này là một thử thách lớn.

Mặc dù vậy, không gì là không thể, chỉ cần cho thời gian, công nghệ sẽ đưa con người đi muôn nơi. Và chiến tranh lạnh giữa Liên Xô và Mỹ đã tạo ra cuộc đua vũ trụ vào những năm 60, để rồi về sau tạo ra đột phá khổng lồ dành cho ngành thiên văn.

Kể từ những năm 60, con người đã gửi hàng chục tàu vũ trụ ra ngoài không gian để nghiên cứu sao Hỏa.

Liên Xô có một chương trình mang tên Mars Program, bao gồm các nhiệm vụ đưa tàu không người lái lên sao Hỏa từ năm 60 đến năm 73. Trong thời gian này, các nhà thiên văn Liên Xô đã phóng thử rất nhiều chuyến tàu đến hành tinh đỏ, khởi đầu với cặp sinh đôi Mars 1M hay còn được truyền thông gọi là Marsnik. Tuy nhiên, nhiệm vụ này đã không thành công trong việc nhập vào quỹ đạo của sao Hỏa.

Đua với Liên Xô, Mỹ cũng có chương trình sao Hỏa của mình và có nhiệm vụ nổi bật là Mariner 4 năm 1965. Nhiệm vụ này đã đem về được những hình ảnh cận cảnh đầu tiên về hành tinh đỏ. Tuy nhiên, Liên Xô cũng không hề kém cạnh khi phóng cặp song sinh Mars 3 ra ngoài vũ trụ vào năm 1971.

Mars 3 là nhiệm vụ đầu tiên trong lịch sử khám phá vũ trụ của nhân loại đã đáp cánh thành công trên bề mặt sao Hỏa. Sau đó, NASA đáp trả với chương trình Viking năm 1975 và đã đưa cặp đôi tàu Viking lên sao Hỏa thành công đến bất ngờ. Viking 1 đã ở lại và hoạt động tại sao Hỏa trong suốt 6 năm còn Viking 2 thì chỉ tồn tại được 3 năm. Tuy nhiên, với ngần ấy thông tin, nhân loại đã có những bước tiến khổng lồ so với thời kỳ chỉ có nhìn qua ống kính viễn vọng như Galileo.

Đến đây có thể mọi người sẽ có góc nhìn rất khả quan về tương lai của các nhiệm vụ lên sao Hỏa nhưng thực tế lại luôn xa vời với kỳ vọng. Lên sao Hỏa là một trong những nhiệm vụ khó nhất nhân loại từng đối mặt. Hành trình lên hành tinh này đã được tổ chức từ năm 60 của thế kỷ trước cho tới nay và đem về kết quả là đến 60% nỗ lực hạ cánh đều thất bại. Đáp cánh lên sao Hỏa không phải điều dễ dàng.

Sao Hỏa có một bầu khí quyển đặc biệt khó chịu, gần như là khó chịu nhất trong các thiên thể quanh Trái Đất. Với những thiên thể không có bầu khí quyển như mặt trăng, việc duy nhất cần làm là đem tàu tới, tạo phản lực trước khi hạ cánh là tàu sẽ đáp cánh nhẹ như tờ. Với các thiên thể có bầu khí quyển đặc như sao Kim, việc cần làm là tạo ra lớp bọc cách nhiệt và thả dù trước khi hạ cánh mềm mại trên mặt đất. Còn với Sao Hỏa, câu chuyện phức tạp gấp đôi.

Bầu khí quyển sao Hỏa vừa mỏng lại vừa dày, khiến việc đáp cánh trở thành ác mộng. Một mặt, khí quyển sao Hỏa quá mỏng để có thể thả dù và đáp cánh mà không cần phản lực. Mặt khác, khí quyển sao hỏa quá dày để có thể dùng phản lực mà không cần thả dù. Vậy nên, để một tàu không người lái đáp cánh được lên sao Hỏa, nó vừa phải có lớp bọc cách nhiệt để tránh ma sát với khí quyển hành tinh khi hạ cánh, vừa phải có dù để giảm tốc khi rơi trong khí quyển, vừa phải có phản lực để đáp cánh êm ái thay vì rơi thẳng xuống mặt đất. Và với ngần ấy thiết bị, một tàu không người lái lên sao Hỏa sẽ nặng hơn nhiều so với các tàu lên hành tinh khác. Từ đó khiến tên lửa đưa tàu lên sao Hỏa gặp vấn đề về cân bằng giữa lực đẩy và khối nhiên liệu cần mang theo.

Vì những lý do này mà các nhà thiên văn thế kỷ 20 hầu như luôn ái ngại mỗi khi nghĩ tới chuyện đem tàu đến sao Hỏa. Nhưng khi bước sang thế kỷ 21, mọi thứ đã dần được giải quyết. Từ năm 2000 đến nay, đã có 16 tàu được gửi tới sao Hỏa và trong đó có 12 lần hạ cánh thành công và hiện còn 8 tàu vẫn đang hoạt động bình thường, liên tục gửi thông tin về cho Trái Đất để chuẩn bị cho bước tiến tiếp theo cho nhân loại, đưa người lên hành tinh đỏ.

Lần đầu tiên nhân loại đặt chân lên một thiên thể khác là vào năm 1969, khi con người đặt chân lên mặt trăng. Kể từ đó cho tới nay đã có nhiều nhiệm vụ đưa người ra vũ trụ và trở lại Mặt Trăng. Tuy nhiên, khoảng cách 400.000km vẫn còn là quá nhỏ, nó như đi từ nhà ra đầu ngõ. Đến khi nào thì nhân loại mới đi ra được quốc lộ?

Ước mơ về hành trình đưa nhân loại lên sao Hỏa đã được đề xuất từ lâu trong lịch sử thiên văn. Tuy nhiên, đưa tàu lên đó còn khó, huống chi đưa người lên. Mặc dù vậy, với sự phát triển của công nghệ và những nhiệm vụ khả quan kể từ đầu thế kỷ 21 đã cho các nhà thiên văn hy vọng về một nhiệm vụ đưa người lên sao Hỏa.

Với sứ mệnh được vạch ra là đưa con người lên vũ trụ và định cư ở hành tinh khác, SpaceX xây dựng dự án có tên là SpaceX Mars và tung ra sản phẩm Starship. Dù có thể cho rằng sứ mệnh trên là một chiêu trò truyền thông nhưng không ai có thể phủ nhận được thành công của Starship, tên lửa tái sử dụng đầu tiên của nhân loại.

Để đưa tên lửa lên quỹ đạo Trái Đất, một tên lửa phải cân bằng được giữa nhiên liệu và khối lượng tàu. Tàu nặng thì cần thêm nhiên liệu, mà thêm nhiên liệu thì tàu càng nặng. Điều đó khiến việc phóng tên lửa trở thành một bài toán khó cho các nhà khoa học vũ trụ. Cắt giảm chi phí cho việc phóng tàu lên vũ trụ sẽ tạo ra đột phá trong khoa học tên lửa, giúp nhân loại có bước tiến xa hơn trong việc khám phá vũ trụ. Và đó chính là điều SpaceX đã làm, cắt giảm chi phí cho việc phóng tên lửa bằng cách tái sử dụng một phần những tên lửa đã phóng lên.

Từ việc tái sử dụng tên lửa, dự án Starship của SpaceX có thể tạo ra các đường bay thương mại dành cho khoa học vũ trụ và giúp thúc đẩy thành công cho những chuyến đi khó khăn ra các hành tinh khác và cụ thể nhất chính là sao Hỏa. Tuy nhiên, cắt giảm chi phí chỉ là bước tiến vô cùng nhỏ trong hành trình đến với sao Hỏa. Để có thể đưa người lên hành tinh đỏ, nhân loại còn phải vượt qua quãng đường dài hơn 2 năm chỉ để có cơ hội được đáp cánh. Vậy nên từ giờ đến khi chúng ta có thể thực sự bước đi trên sao Hỏa, có lẽ công nghệ tên lửa còn phải phát triển hơn nữa.

Trước mắt, công nghệ Starship của SpaceX đã bắt đầu được sử dụng nhiều hơn, NASA đã chọn Starship để hỗ trợ cho nhiệm vụ đưa người lên mặt trăng vào năm 2025 trong sứ mệnh mang tên Artemis III. Đầu tiên là mặt trăng, sau đó là sao Hỏa, con người sẽ dần phát triển những công nghệ tên lửa mới hơn và có thể tiến xa hơn trong hành trình vũ trụ của mình.

Đến khi nào con người mới có thể sống được trên sao Hỏa? Không ai dám chắc, nhưng chúng ta có thể chắc chắn một điều, không gì là không thể.