Bên cạnh những việc cần giải quyết về phương tiện vận chuyển hay nơi định cư, một trong những thử thách lớn nhất của sứ mệnh khám phá sao Hỏa vào năm 2030 của NASA là sức khỏe của phi hành gia.
Ngay ở giai đoạn di chuyển đến sao Hỏa, vốn có thể kéo dài tới 900 ngày, phi hành gia sau khi ra khỏi lá chắn bảo vệ của từ trường Trái đất sẽ đối diện nguy cơ bị phơi nhiễm phóng xạ từ tia vũ trụ sinh ra trong các vụ nổ sao hay siêu tân tinh. Đồng thời, họ cũng sẽ gặp phải hội chứng thoái hóa xương, vốn khiến xương các phi hành gia trở nên yếu đi sau thời gian dài sống trong môi trường không trọng lực.
Bất chấp những nguy cơ nói trên, các phi hành gia vẫn có thể quay trở lại Trái đất "một cách toàn vẹn", theo như khẳng định từ NASA.
Tuy nhiên, với những người được giao nhiệm vụ định cư trên sao Hỏa, các rủi ro về sức khỏe lại phức tạp hơn nhiều lần. Chẳng hạn, nếu muốn sinh sống lâu dài trên sao Hỏa, con người bắt buộc sẽ phải "sinh con đẻ cái" ở đó. Tuy nhiên, việc tồn tại trong môi trường của hành tinh rất phức tạp.
Lượng bức xạ vũ trụ cực mạnh, trọng lực thấp hơn Trái đất và những điều kiện sống khắc nghiệt khác sẽ khiến tuổi thọ của các phi hành gia bị giảm mạnh nếu sống trên sao Hỏa
Chẳng hạn, mức độ bức xạ vũ trụ trên bề mặt hành tinh này sẽ gây đột biến ở thai nhi. Những người định cư tiếp xúc với bức xạ trong hành trình tới sao Hỏa cũng sẽ ảnh hưởng đến khả năng sinh sản của họ. Cụ thể, bức xạ có hại đối với các tế bào sinh sản, phát triển phôi thai và bào thai của người trưởng thành. Chưa kể đến, việc trọng lực của sao Hỏa chỉ bằng 40% trọng lực của Trái đất gây suy giảm chất dịch trong mắt lẫn trong tủy sống, dẫn tới mất dần thị giác và nhiều vấn đề về sự phát triển xương của em bé.
Sẽ phải chỉnh sửa ADN nếu muốn định cư trên sao Hỏa?
Để giải quyết vấn đề này, đã có một số đề xuất được đưa ra. Một trong số đó có thể đến từ công nghệ chỉnh sửa gene, khi những người định cư trên sao Hỏa hay bất kỳ hành tinh nào khác ngoài Trái đất có thể cần phải tự biến mình thành những "dị nhân".
Về cơ bản, việc chỉnh sửa gene để tạo ra "siêu năng lực’’ không chỉ tồn tại trong những bộ phim hay truyện viễn tưởng. Trên thực tế, các nhà khoa học đã và đang thực hiện điều này ngay ngoài đời. Chẳng hạn, ADN của của một sinh vật kì lạ có tên gọi Tardigrades đã được các nhà khoa học thử đưa vào bên trong tế bào con người trong phòng thí nghiệm.
Tardigrades, còn được gọi là gấu nước, vốn được cho là loài động vật khó bị tiêu diệt nhất trên thế giới, đã tồn tại trên Trái đất khoảng 530 triệu năm, trước cả khi khủng long xuất hiện. Chúng là loài mang đặc tính có phần quái dị và là đề tài nghiên cứu hấp dẫn, quan trọng của các nhà khoa học trong nhiều năm qua.
Chúng có thể tồn tại ở mọi môi trường sống: từ nơi nước mặn đại dương, vùng sông nước lợ, nước ngọt ao sông hồ, đầm lầy; giữa áp suất mạnh, bức xạ cực tím, môi trường chân không, hay thậm chí cả ngoài Trái đất...
Có hơn 900 loài gấu nước được tìm thấy ở khắp mọi nơi trên thế giới, từ những ngọn núi cao nhất đến những đại dương sâu nhất. Chúng vẫn sống ngay cả khi đun sôi, đóng băng, làm khô, phơi nhiễm phóng xạ và còn sống đến tận 10 năm sau khi ở trong trạng thái "khô". Chỉ cần gặp nước, cơ thể chúng sẽ hồi sinh. Ngay cả khi Trái đất bị tấn công bởi tiểu hành tinh, vụ nổ siêu tân tinh hay tia gamma, loài gấu nước vẫn có thể tồn tại đến tận lúc Mặt trời "chết", tức là rất lâu sau khi loài người tuyệt chủng.
Tardigrades được coi là sinh vật bé nhỏ quái dị và "sống dai" bậc nhất trên Trái đất.
Đáng chú ý, việc đem ADN của Tardigrades lai ghép với tế bào con người mang lại những kết quả thật đáng kinh ngạc. Theo tiết lộ của chuyên gia Christopher Mason, phó giáo sư di truyền học nổi tiếng tại Đại học Weill Cornell (New York, Mỹ), những tế bào đã được chỉnh sửa có khả năng chống chọi với bức xạ vũ trụ tốt hơn nhiều so với tế bào của người bình thường.
Việc "mượn tạm" những đặc tính sinh học nói trên không chỉ cho phép con người định cư trên sao Hỏa. Thậm chí, nó còn mở ra cho chúng ta cơ hội khám phá những thế giới có khí hậu khắc nghiệt hơn trong Thái Dương Hệ.
Chẳng hạn, việc định cư trên bề mặt vệ tinh Europa của Sao Mộc tiềm ẩn rất nhiều khó khăn và rủi ro. Một vấn đề rất nghiêm trọng là cường độ bức xạ rất mạnh phát ra từ vành đai bức xạ Sao Mộc, mạnh hơn vành đai bức xạ Van Allen của Trái đất 10 lần. Con người không thể sống trên bề mặt hay gần bề mặt của Europa nếu không có những quần áo bảo hộ chống bức xạ đặc biệt. Một vấn đề khác là nhiệt độ cực lạnh trên bề mặt Europa (khoảng -170 độ c).
Với những đại dương khổng lồ nằm dưới lớp băng tuyết siêu dày, vệ tinh Europa được coi là một những nơi phù hợp nhất cho con người cư ngụ trong tương lai. Nếu chúng ta tới được đó, sẽ xảy ra các trường hợp cơ thể phi hành gia bị "nướng chín" hoàn toàn bởi lượng bức xạ tỏa ra từ sao Mộc là quá lớn. Các phi hành gia sẽ cầm chắc cái chết, trừ khi chúng ta thực hiện một biện pháp bảo vệ nào đó, bao gồm việc trang bị các lớp lá chắn chống bức xạ nhiều nhất có thể.
Trong khi đó, việc áp dụng kĩ thuật di truyền sẽ khiến chuyến du hành tới Europa, vốn được coi là một những nơi phù hợp nhất cho con người cư ngụ trong tương lai, trở nên khả thi hơn.
Đáng chú ý, việc áp dụng các kĩ thuật di truyền, chỉnh sửa gene chắc chắn sẽ không chỉ giới hạn với phi hành gia và những người sẽ định cư trên sao Hỏa. Những tiến bộ gần đây trong lĩnh vực sinh học tổng hợp sẽ mở ra một chương mới, khi những loại vi khuẩn "đã được chỉnh sửa, thiết kế đặc biệt" sẽ giúp con người xây dựng nơi định cư trên Hành tinh Đỏ.