Vào ngày 7 tháng 7 năm 2024, với việc mở cửa sập cuối cùng, bốn tình nguyện viên đã kết thúc thành công cuộc sống khép kín kéo dài 378 ngày của họ, đánh dấu sự kết thúc chính thức của Dự án Sinh tồn Mô phỏng Sao Hỏa (CHAPEA) của NASA.
Sao Hỏa, hành tinh đỏ rực rỡ, đã từ lâu trở thành mục tiêu khám phá của con người. Tuy nhiên, với môi trường khắc nghiệt như bức xạ cao, trọng lực thấp và tài nguyên hạn chế, sự sống trên đây là một thách thức lớn. Để tìm hiểu những bí ẩn của Sao Hỏa và chuẩn bị cho các nhiệm vụ thám hiểm sau này, NASA đã thực hiện Dự án Sinh tồn Mô phỏng Sao Hỏa (CHAPEA).
Khi sự quan tâm về việc khám phá Sao Hỏa ngày càng gia tăng, việc sống sót trên Sao Hỏa trở thành một vấn đề cấp thiết mà các nhà khoa học phải giải quyết. Môi trường khắc nghiệt trên Sao Hỏa làm cho việc sinh sống trên hành tinh đỏ trở nên vô cùng khó khăn.
Để đối phó với những thách thức này, NASA đã khởi động sứ mệnh CHAPEA. Vào ngày 25 tháng 6 năm 2023, 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.
Họ đã bước vào cabin mô phỏng Sao Hỏa rộng 1.700 mét vuông. Cabin này không chỉ là nơi sinh sống của họ trong hơn một năm tới mà còn là một hệ sinh thái thu nhỏ mô phỏng môi trường của Sao Hỏa. Thí nghiệm này không chỉ là một nghiên cứu khoa học mà còn là một bài kiểm tra khắc nghiệt về khả năng sinh tồn của con người. Để đảm bảo thành công của thí nghiệm, NASA đã thực hiện một quá trình sàng lọc nghiêm ngặt và cuối cùng chọn lựa Kelly Haston, Anca Selariu, Ross Brockwell và Nathan Jones cho sứ mệnh CHAPEA.
Nathan Jones là một kỹ sư hàng không vũ trụ dày dạn kinh nghiệm, đã tham gia thiết kế và thực hiện nhiều sứ mệnh không gian. Anh sở hữu kỹ năng kỹ thuật vượt trội, khả năng giải quyết vấn đề xuất sắc và là trụ cột kỹ thuật của đội ngũ.
Anca Selariu là một nhà sinh vật học chuyên nghiên cứu sự sống trong các điều kiện khắc nghiệt. Kinh nghiệm của cô là rất quan trọng để hiểu rõ tác động của môi trường Sao Hỏa đối với các sinh vật sống.
Kelly Haston là một nhà tâm lý học nghiên cứu phản ứng tâm lý của con người trong môi trường cực kỳ cô lập. Cô không chỉ phụ trách các thí nghiệm khoa học mà còn hỗ trợ và tư vấn tâm lý cho các thành viên trong nhóm.
Ross Brockwell là bác sĩ phụ trách sức khỏe và chăm sóc khẩn cấp cho các thành viên trong nhóm. Với kiến thức y tế và kỹ năng sơ cứu của mình, anh đảm bảo sự an toàn và sức khỏe của cả đội trong môi trường khép kín. Trước khi bước vào cabin kín, các tình nguyện viên đã trải qua một quá trình đào tạo toàn diện, bao gồm việc mô phỏng đi bộ trên bề mặt Sao Hỏa, ứng phó với tình huống khẩn cấp và quản lý tài nguyên.
Cuộc sống trong cabin mô phỏng Sao Hỏa
Trong cabin mô phỏng Sao Hỏa, việc quản lý tài nguyên và duy trì hệ sinh thái là ưu tiên hàng đầu. Các tình nguyện viên phải tiết kiệm từng giọt nước, từng thực phẩm, từng kilowatt giờ điện. Hệ thống tuần hoàn nước, lọc không khí và trồng cây là những điểm trọng yếu trong bảo trì hàng ngày. Với nguồn lực hạn chế, các tình nguyện viên cần phải có kỹ năng thực hành tốt và tinh thần đồng đội cao. Mọi sai sót nhỏ đều có thể ảnh hưởng đến sự cân bằng của hệ sinh thái và thậm chí đe dọa sự sống còn của họ.
Các tình nguyện viên không chỉ quản lý nguồn tài nguyên hàng ngày mà còn phải chăm sóc và thu hoạch cây trồng trong cabin. Thực vật không chỉ cung cấp thức ăn quan trọng mà còn có vai trò lọc không khí và tuần hoàn nước trong hệ sinh thái. Sức khỏe của thực vật có ảnh hưởng trực tiếp đến chất lượng cuộc sống và sự an toàn sinh tồn của các tình nguyện viên.
Sự thay đổi cơ thể và khả năng sinh tồn
Sau 378 ngày sống trong điều kiện khép kín, cơ thể các tình nguyện viên đã trải qua những thay đổi đáng kể. Môi trường trọng lực thấp trong mô phỏng đã làm giảm mật độ xương và khối lượng cơ bắp. Mặc dù họ tập thể dục một giờ mỗi ngày, nhưng điều này không đủ để hoàn toàn bù đắp những tác động tiêu cực của trọng lực thấp lên xương và cơ.
Dữ liệu cho thấy mật độ xương của các tình nguyện viên giảm trung bình từ 2-3% và khối lượng cơ giảm khoảng 5%. Những thông tin này cung cấp cái nhìn quan trọng cho các sứ mệnh Sao Hỏa trong tương lai, cho thấy cần có các chương trình tập luyện và dinh dưỡng hiệu quả hơn để duy trì sức khỏe tốt trong môi trường trọng lực thấp.
Dù đã được bảo vệ khỏi bức xạ, các tình nguyện viên vẫn phải tiếp xúc với mức độ phóng xạ cao trong mô phỏng Sao Hỏa. Việc tiếp xúc lâu dài với bức xạ đã ảnh hưởng đến hệ thống miễn dịch và sức khỏe tế bào. Các xét nghiệm máu cho thấy số lượng bạch cầu giảm, chứng tỏ hệ thống miễn dịch bị ức chế.
Xét nghiệm DNA tế bào cũng phát hiện một số tổn thương nhỏ do bức xạ gây ra. Điều này cho thấy các sứ mệnh tới Sao Hỏa trong tương lai sẽ cần các biện pháp bảo vệ bức xạ mạnh mẽ hơn để đảm bảo sức khỏe của các phi hành gia.
Ngoài ra, môi trường trọng lực thấp còn ảnh hưởng đến sự phân phối chất dịch trong cơ thể, dẫn đến việc một số tình nguyện viên bị sưng mặt và tăng áp lực nội nhãn. Mặc dù các triệu chứng này dần hồi phục sau khi kết thúc thí nghiệm, nhưng chúng đã có tác động ngắn hạn đến thị lực và sức khỏe tổng thể. Những phát hiện này đã thúc đẩy các nhà khoa học tiếp tục nghiên cứu và cải thiện phương pháp điều chỉnh sự phân phối chất lỏng trong môi trường trọng lực thấp.
Ảnh hưởng tâm lý và cảm giác cô đơn
Mặc dù các tình nguyện viên đã cố gắng giảm bớt cảm giác cô đơn và cô lập thông qua các hoạt động tư vấn tâm lý và các hoạt động tập thể thường xuyên, cảm giác này vẫn không thể hoàn toàn được loại bỏ trong môi trường khép kín kéo dài.
Dữ liệu thực nghiệm cho thấy các tình nguyện viên thường cảm thấy sự cô đơn và cảm giác bị cô lập mạnh mẽ trong giai đoạn cuối của thử nghiệm, và một số người cũng gặp phải triệu chứng nhẹ của trầm cảm và lo âu.
Những kết quả này không chỉ đóng vai trò quan trọng trong việc tham khảo cho các nhiệm vụ sao Hỏa tương lai mà còn hướng dẫn các nhà khoa học cải tiến và tối ưu hóa công nghệ và chiến lược liên quan.
Thành công của cuộc thí nghiệm mô phỏng sinh tồn trên Sao Hỏa của NASA đánh dấu một bước tiến vững chắc trong việc khám phá Sao Hỏa. Dù các sứ mệnh Sao Hỏa tương lai còn phải đối mặt với nhiều thách thức chưa được khám phá, nhưng con người không ngừng hướng về Sao Hỏa. Chính tinh thần khám phá và đổi mới liên tục này đã thúc đẩy chúng ta khám phá vũ trụ rộng lớn hơn và tìm hiểu những vùng đất chưa được biết đến. Sao Hỏa, hành tinh đỏ, đang chờ đợi sự xuất hiện của chúng ta.