Vào một lúc nào đó, có thể sẽ chỉ trong một vài thập kỉ tới, những phi hành gia vũ trụ sẽ bước xuống từ những cabin đổ bộ để khám phá Hành tinh Đỏ và tìm kiếm câu trả lời về bí ẩn tồn tại sự sống trên hành tinh này. Từ giờ cho tới thời khắc đó, đảo Devon, Canada có lẽ là nơi tương đồng với Sao Hỏa nhất mà chúng ta có thể tìm trên Trái Đất, nơi mà các nhà thám hiểm Sao Hỏa trong tương lai có thể “nếm trải” một phần cuộc sống trên hành tinh này. Đảo Devon, hòn đảo không có người ở lớn nhất trên Trái Đất, chính là “căn nhà” của dự án Haughton-Mars (HMP), một dự án quốc tế liên ngành được tài trợ bởi NASA từ những năm 1997 với mục tiêu thiết lập những nền tảng khoa học và khám phá cho những chuyến thám hiểm của con người tới Hành tinh Đỏ.

Hình 1. Trạm nghiên cứu Haughton-Mars. Hố va chạm Haughton nằm ở đằng xa của bức ảnh. Credit: HMP

Nằm cách 450 dặm tới Bắc cực, phía đông của đảo Devon quanh năm bao phủ bởi băng; còn phia tây phần lớn là những sa mạc lạnh lẽo, khô và những thung lũng tạo ra nhờ những dòng băng tan chảy từ thời cổ đại. Nằm ở giữa đảo là một địa hình “độc nhất vô nhị” – hố va chạm thiên thạch khổng lồ có đường kính 20 km được tạo ra sau một vụ va chạm khoảng 23 triệu năm về trước – Hố va chạm Haughton. Địa hình đá hiểm trở, cằn cỗi của đảo Devon tạo ra rất nhiều thách thức, từ sự cách biệt hoàn toàn với thế giới bên ngoài cũng như điều kiện nhiệt độ khắc nghiệt. “Đợt nghiên cứu sắp tới cũng sẽ là năm thứ 20 liên tiếp chúng tôi quay trở lại đây”, giám đốc HMP, Pascal Lee thuộc Viện Mars, Viện SETI (Tìm kiếm sự sống ngoài Trái Đất) và trung tâm nghiên cứu NASA Ames tại Moffett Field, California cho biết. “HMP cũng là dự án được tài trợ lâu nhất bởi NASA trên bề mặt Trái Đất”. Và tất cả mọi thế đều đang đi đúng hướng: “Khí hậu ở đây rất lạnh và khô, tuy không đến mức lạnh như Sao Hỏa, nhưng rất đúng hướng về điều kiện nhiệt độ. Địa thế ở đây hầu như không có cây cỏ, không phải hoàn toàn nhưng hầu hết không có. Chưa kể đến những cấu trúc đá, mặt đất đóng băng, và băng hà”, Lee nói.

Và còn thêm một điểm cộng nữa….

Hình 2. Đảo Devon Canada. Credit: NASA/HMP/Pascal Lee

Hố va chạm Haughton!

Hố va chạm này đã được khảo sát từ những năm 1970s, 1980s và thường xuyên được nghiên cứu từ sau đó, nhưng chỉ đến tới năm 1997 mới bắt đầu được khảo sát chi tiết về địa chất của hố va chạm Haughton và những vùng lân cận, với trọng tâm là sự tương đồng với Sao Hỏa. Dự án ban đầu xuất phát từ một đề án tới Hội đồng Nghiên cứu Quốc gia Mỹ bởi Pascal Lee, lúc đó mới chỉ là một nghiên cứu sinh sau Tiến sĩ tại trung tâm nghiên cứu Ames, NASA. Bắt đầu từ năm 1998, Lee bắt đầu di chuyển tới Haughton vào tất cả các mùa hè cho khoảng hai tháng rưỡi nghiên cứu và khám phá khoa học trong một phần của dự án NASA Haughton-Mars.

Nằm trên một hoang mạc ở vĩ độ cao Bắc cực, rất nhiều đặc điểm của hố va chạm Haughton vẫn còn giữ nguyên hiện trạng, cho thấy sự phức tạp trong đường đi của thiên thạch khi va chạm vào đá trầm tích ở trên nền tảng đá phiến ma nằm sâu 2 km dưới bề mặt. Trên nền hố va chạm, rất nhiều những mảnh vỡ đá trầm tích và những tinh thể đá phiến ma trộn cùng những phiến băng vĩnh cửu khiến cho hố va chạm Haughton, trên lí thuyết tương đồng như những hố va chạm trên Sao Hỏa. Do vậy, nó cho chúng ta những cơ hội không chỉ để nghiên cứu về địa chất của những vùng va chạm xung quanh mà cả cơ hội để tìm kiếm những dấu hiệu của sự sống, trong những mẫu hóa thạch trong đá trầm tích và cả sự xâm nhập của vi sinh vật trong những phiến đá rỗng được tạo ra sau va chạm.

“Chúng ta vẫn thường nghĩ các vụ va chạm thiên thạch là những thảm họa…”, Lee nói, “và với các sinh vật đa bào, kích thước lớn như khủng long điều đó đã có thể xảy ra. Nhưng đối với vi sinh vật, các vụ va chạm thiên thạch lại có thể là một tin tốt.”

Các vụ va chạm giải phóng ra một lượng nhiệt cực lớn, làm băng tan chảy thành nước lỏng và không chỉ vậy còn tạo ra những vết nứt và khoảng trống trong các phiến đá, kể cả các loại đá thông thường như phiến ma và granite, để các “vi khuẩn trong hang” có thể dễ dàng tồn tại hơn. Do vậy, cũng giống như con người cổ đại sử dụng các hang động làm nơi trú ẩn, vi khuẩn có thể xâm nhập và sinh sống trong các phiến đá, nơi có nhiệt độ cao hơn so với bên ngoài, đồng thời tránh khỏi tác dụng của tia UV (tia cực tím).

Hình 3. Mây mù và phong cảnh siêu thực tại đảo Devon – một môi trường tương đồng với Sao Hỏa dành cho nghiên cứu khoa học và khám phá. Credit: NASA HMP.

Lee nói, động lực đầu tiên của việc tới đảo Devon hoàn toàn mang tính chất khoa học, bởi vì những điều kiện tương đồng gần giống với Sao Hỏa – một hố va chạm thiên thạch nằm trên một hoang mạc ở vĩ độ cao Bắc cực. Nhưng không chỉ có vậy, xung quanh hố va chạm còn là những kênh và thung lũng tạo ra khi băng tan chảy, những hẻm núi, khe nước và những đáy hồ cổ đại. Riêng về mặt hình thái, đây thực sự là “bản sao” của địa hình trên Sao Hỏa.

“Điều đó không có nghĩa chúng tôi nói rằng tất cả những hình thái trên giống y như những gì chúng ta nhìn thấy trên Sao Hỏa. Nhưng điều đặc biệt là tất cả mọi cấu trúc địa chất tương tự trên Sao Hỏa có thể bắt gặp được tại một địa điểm trên Trái Đất,” Lee nói.

Một Sao Hỏa lạnh lẽo

Lee cũng tin tưởng rằng đảo Devon mang lại một bằng chứng quan trọng về thời kì đầu của Sao Hỏa, đặc biệt là về tính đúng đắn của giả thiết về sự tồn tại của khí hậu ấm và ẩm trong thời kì đầu hình thành Hành tinh Đỏ. Mặt khác, Lee đề ra một cách giải thích khác cho các bằng chứng nước lỏng tìm được trên bề mặt hành tinh này: Trong khi bề mặt của hành tinh này từng ấm áp đủ để nước lỏng tồn tại, khí hậu trong thời kì đầu vẫn rất lạnh lẽo.

“Ý tưởng về một bề mặt ấm áp nơi nước lỏng có thể tồn tại trong điều kiện khí hậu lãnh lẽo đang nhận thêm được nhiều sự chấp nhận”. Lee nói. “Các va chạm thiên thạch giải phỏng nhiệt lượng làm bề mặt hành tinh nóng lên. Núi lửa cũng hoạt động mạnh mẽ hơn trong thời kì đầu Hỏa tinh. Hai quá trình này làm nước bay hơi lên bầu khí quyển lạnh lẽo, sau đó hơi nước được ngưng tụ lại trên bề mặt đất tạo thành băng, điều này được quan sát tại Devon cũng như Sao Hỏa. Và bởi vì mặt đất đã từng ấm áp, chứ không phải bầu khí quyển, băng phủ trên bề mặt đã nóng chảy từ nhiệt lượng nhận được từ mặt đất, tạo thành các mạng lưới thung lũng.”

Thám hiểm trên Sao Hỏa và Sự sống

Với Lee, một công việc thú vị không kém việc nghiên cứu các va chạm thiên thạch là con người có thể đặt chân và khám phá các hành tinh. “Điều thú vị nhất của Sao Hỏa phải kể đến đó là sự sống. Đó là bởi vì chúng ta đang cố gắng để tìm hiểu chúng ta là ai, chúng ta từ đầu tới, và nguồn gốc của sự sống bắt đầu từ đâu. Loài người đến giờ vẫn chưa hiểu về nguồn gốc của chính bản thân mình và hi vọng là nhờ việc nghiên cứu sự sống trên Sao Hỏa, chúng ta có thể hiểu nhiều hơn về chính vị trí bản thân mình trong vũ trụ”.

Lee không đồng tình với khuynh hướng hiện tại khi tất cả các nhiệm vụ thám hiểm khoa học được thực hiện bởi robot. “Rất nhiều nhà khoa học coi mục tiêu nghiên cứu ngắn hạn chỉ gói gọn duy nhất bởi sự thực hiện của robot. Họ dành 30 năm sự nghiệp cạnh tranh nhau để có một tàu vũ trụ mang theo một số dụng cụ nghiên cứu tới Sao Hỏa. Mỗi tàu vũ trụ sẽ phát hiện ra một vài điều mới, những tàu tiếp theo sẽ khám phá những vấn đề khác, nhưng những hiểu biết thu được sẽ tăng lên rất chậm.”

Thay vì thử và chế tạo những robot mới, Lee và đồng nghiệp ở HMP tập trung nhiều hơn vào những chuyến thám hiểm của con người và những vấn đề để thực hiện nó. Họ chế tạo và thử tất cả những dụng cụ cần thiết: bộ đồ du hành mới, những phương tiện di chuyển cho con người bao gồm ATV (xe địa hình để di chuyển trên những khoảng cách ngắn) cho tới mô phỏng xe áp suất cho những chuyến thám hiểm, hệ thống khoan, những dụng cụ bay không người lái (drones), cho đến cả những qui trình y học mà các nhà thám hiểm Sao Hỏa có thể sẽ sử dụng. Đảo Devon với rất nhiều các mạng lưới thung lũng, hẻm núi, khe, mặt đất đóng băng, khí hậu lạnh khô của hoang mạc và các nền hồ cổ là một môi trường hoàn hảo để thực hiện các thử nghiệm cho các nhà du hành lên kế hoạch cho các hoạt động khoa học và khám phá ở Sao Hỏa.

Hình 4. Một nhà thám hiểm với bộ đồ du hành đang nghiên cứu các cấu trúc giống trên Sao Hỏa ở Devon. Credit: NASA HMP.

Lee nói, “Đưa con người lên Sao Hỏa là một phần của những nỗ lực khoa học. Khi con người đến hành tinh này, các cơ sở hạ tầng sẽ được sử dụng tiếp tục cho những lần tiếp theo. Đó là những gì đã diễn ra tại Bắc Cực và Nam Cực.”

“Tôi đang ở trong trạng thái đặt cược, làm tất cả mọi việc để con người thám hiểm Sao Hỏa trở thành hiện thực. Và dự án Haughton Mars cho thấy sự đúng đắn của việc “đặt cược” này. Nó rất đáng giá để dành cả sự nghiệp cho một chuyến thám hiểm của con người thành hiện thực. Nó sẽ mất 20 năm, nhưng những bài học chúng ta có được sẽ lớn hơn tất cả những chuyến thám hiểm robot chúng ta có thể gửi tới Sao Hỏa”.

Lee cũng khuyến khích sinh viên với các ý tưởng tốt về dự án nghiên cứu nêu những ý tưởng và viết cho ông và quan trọng là “luôn nghĩ và thực hiện giấc mơ của mình”. “Sẽ luôn có những khó khăn – tất cả mọi người làm công việc này đều trải qua những thất bại. Hãy lấy đó như một bài học và tiếp tục nỗ lực cho công việc.” Lee cũng nhấn mạnh ông đã phải đợi 3 năm để tới Nam Cực, và trải nghiệm đó trở thành một bước ngoặt trong cuộc đời. “Khi tôi thấy những sinh viên với ý định tới đây, tôi luôn làm tất cả để nói cho họ hiểu về những khó khăn bởi vì đây có thể là một trải nghiệm có thể làm thay đổi cuộc đời.”

Và với một nụ cười, Lee nói, những từ đầu tiên thốt lên khi con người tới bề mặt Sao Hỏa có thể là: “Wow! Trông giống hệt như Devon vậy.”

Hình 5. Pascal Lee và chú chó đồng hành Ping Pong trên một chiếc xe địa hình ở đảo Devon. Credit: NASA HMP.

Author: Ngọc Trương
(Thích Tìm Nước) Cử nhân Vũ trụ và Ứng dụng tại USTH (2013-2016), thực tập sinh tại Viện nghiên cứu Sao Hoả, NASA (2016). Nghiên cứu sinh ngành Khoa học hành tinh tại Đại học Cornell, Ithaca NY (2017).

Bài viết xem nhiều