“Quả cầu” từ trường trong công cuộc chinh phục sao Hỏa

Các nhà khoa học tin tưởng rằng họ đã tìm ra một phương cách có thể bảo vệ phi hành gia khỏi những tia bức xạ nguy hiểm trong không gian, vốn là một trong những rào cản khi đưa con người lên sao Hỏa.

Thiết bị này được phát triển bởi các nhà khoa học Anh và Bồ Đào Nha và đã được đăng tải trên tập san Plasma Physics and Controlled Fusion.

Bức xạ trong không gian là một trong những thách thức lớn nhất cho dự án đưa con người lên sao Hỏa của Anh và Liên minh châu Âu trong nửa đầu thế kỷ này.

Một chuyến du hành ít nhất là 18 tháng và trong suốt thời gian này đội ngũ phi hành gia phải tiếp xúc với những phần tử nhỏ hơn cả nguyên tử không ngừng di chuyển trong không gian. Những phần tử này có khả năng cắt nhỏ cả ADN và làm tăng nguy cơ bị ung thư và các chứng rối loạn khác. 

Bức xạ trong không gian là thách thức to lớn cho những chuyến du hành đến sao Hỏa (Nguồn: NASA)

Mối nguy hiểm từ bức xạ này đã được biết đến từ lâu nhưng dường như vẫn chưa có một giải pháp hiệu quả nào do những khó khăn về kinh tế cũng như trình độ kỹ thuật.

Một vài chuyên gia thậm chí còn đề xuất ý kiến dùng chì hay những thùng chứa nước khổng lồ để bảo vệ các phi hành gia. Tuy nhiên, chi phí để đưa những thứ này từ mặt đất vào quỹ đạo hoạt động là quá cao.

Một ý kiến khác là sử dụng một mô hình lá chắn từ trường như lá chắn từ trường của Trái Đất. Nhiệm vụ chính của tấm lá chắn này là làm lệch hướng các tia vũ trụ nguy hiểm.

Dựa theo những tính toán trước đây, tàu vũ trụ phải có thiết bị tạo ra một tấm lá chắn từ trường với hàng trăm km chu vi mới có thể đảm bảo an toàn.

Tuy nhiên, một thiết bị như vậy thì lại quá cồng kềnh và cần một nguồn năng lượng khổng lồ. Lá chắn từ trường quá mạnh do thiết bị này tạo ra thậm chí có thể gây tác hại xấu đối với phi hành đoàn.

Quả cầu bảo vệ

Các nhà khoa học Anh và Bồ Đào Nha đã nghiên cứu lại ý tưởng trên và nhận thấy không cần phải tạo ra một tấm lá chắn từ trường khổng lồ như vậy. Họ cho rằng chỉ cần tạo ra một “quả cầu từ trường” với đường kính vài trăm m bao quanh tàu vũ trụ là đủ.

“Ý tưởng này hoàn toàn giống trong bộ phim khoa học giả tưởng Chiến tranh giữa các vì sao (Star Trek), khi mà Scottie kích hoạt tấm lá chắn để bảo vệ tàu vũ trụ Enterprise trước những tia proton”, Bob Bingham, nhà nghiên cứu thuộc trung tâm thử nghiệm Rutherford Appleton ở Anh, cho biết.

Những nghiên cứu của họ sử dụng mô hình số mà trong đó thể plasma cực nóng sẽ được giữ lại bởi tấm lá chắn từ trường. Mô hình này cũng được các chuyên gia sử dụng trong việc hợp nhất hạt nhân (nuclear fusion).

Công nghệ này cung cấp một cái nhìn chính xác về phản ứng của những phần tử đơn lẻ khi chúng va chạm với tấm chắn từ trường hai cực.

Nhờ đó, các nhà nghiên cứu có thể tạo ra mô hình lá chắn từ trường nhỏ hơn và an toàn hơn.

Thử nghiệm

Các nhà nghiên cứu đã sử dụng phòng thí nghiệm thể plasma tại một viện công nghệ cao ở Lisbon để thử nghiệm mô hình thu nhỏ của thiết bị trên trong điều kiện của một cơn bão mặt trời nhân tạo.

Để phục vụ cho chuyến du hành đến sao Hỏa, thiết bị bảo vệ này sẽ nặng khoảng vài trăm kg và chỉ tiêu thụ năng lượng bằng 1/3 mức năng lượng của một vệ tinh truyền thông bình thường.

Lực từ trường của thiết bị này tạo ra hoàn toàn giống với lực từ trường của Trái Đất, sẽ giảm thiểu tối đa những nguy hiểm mà các phi hành gia phải đối mặt ngoài không gian.

Năm 2001, một nghiên cứu của NASA cho thấy rằng có ít nhất 39 phi hành gia bị bệnh đục nhân mắt (cataract) sau khi bay vào không gian, 36 người trong số họ đã từng tiến ra khỏi quỹ đạo của Trái Đất.

Nghiên cứu cũng cho biết rằng nguy cơ mắc bệnh ung thư chết người đối với một người 40 tuổi và không hút thuốc sẽ tăng lên đến 40% sau chuyến đi đến sao Hỏa, cao gấp hai lần so với ở mặt đất.