Vì sao các nhà du hành vũ trụ vẫn chưa thể bay từ Trái Đất tới Sao Hỏa?

0:00 / 0:00
0:00
(Ngày Nay) - Lực hấp dẫn bằng 40% so với Trái Đất; khí quyển lúc đặc lúc loãng; khoảng cách với Trái Đất liên tục thay đổi... là những lý do khiến việc đưa con người lên Sao Hỏa và trở về vẫn khó khả thi.
Con tàu vũ trụ được neo vào sao Hỏa - ảnh mô phỏng.
Con tàu vũ trụ được neo vào sao Hỏa - ảnh mô phỏng.

Hãy thử tưởng tượng rằng khi các nhà du hành vũ trụ đặt chân được lên Sao Hỏa, có nghĩa là chuyến thám hiểm Hành tinh Đỏ mới chỉ thành công một nửa bởi khi các phi hành gia muốn trở về Trái Đất thì việc rời khỏi Sao Hỏa lại không hề đơn giản.

Thách thức lớn nhất ở đây là phải đưa được một cỗ máy vũ trụ đồ sộ hạ cánh an toàn xuống bề mặt Sao Hỏa ở những điều kiện kỹ thuật và địa hình phù hợp nhất, để sau đó nó lại có thể cất cánh bay lên khỏi Sao Hỏa.

Trên thực tế, các nhà khoa học hiện nay đã có đủ khả năng chế tạo một trạm vũ trụ không người lái kích cỡ nhỏ để thực hiện nhiệm vụ rời Trái Đất, hạ cánh nhẹ nhàng xuống Sao Hỏa, khoan lấy một ít mẫu đất đá rồi cất cánh quay trở về Trái Đất. Nhưng với một con tàu vũ trụ có người lái, câu chuyện sẽ hoàn toàn khác.

Trước hết, để phóng một con tàu vũ trụ có người lái kích thước đủ lớn từ Trái Đất vào không gian giữa các hành tinh, cần có một tên lửa khổng lồ với động cơ mạnh.

Về cơ bản, hệ thống này phải có kích cỡ như một tàu chở dầu hạng trung, trong bụng nó phải chứa rất nhiều nhiên liệu và đương nhiên phải có cả một số hàng hóa hữu dụng cho các nhà du hành.

Sao Hỏa có lực hấp dẫn bằng khoảng 40% lực hấp dẫn của Trái Đất và có bầu khí quyển mỏng. Do đó để trở về Trái Đất, các phi hành gia sẽ cần một tên lửa có kích thước bằng 1/3 chiếc tên lửa trước đó đã đưa họ rời khỏi Trái Đất.

Tên lửa này phải được nạp nhiên liệu đầy đủ để có thể cất cánh đưa các nhà du hành về nhà. Vì vậy, nếu các phi hành gia muốn bay lên Sao Hỏa rồi quay trở về Trái Đất, họ cần mang theo khoảng 1.400 tấn nhiên liệu nữa.

Cần lưu ý, nhiên liệu cho tên lửa cực dễ cháy nổ, do đó nó cần được chứa trong những thùng đặc biệt để không bị vỡ khi tàu vũ trụ hạ cánh xuống Sao Hỏa.

Sao Hỏa cũng có bầu khí quyển, nhưng thật không may là nó lại không đủ đậm đặc để hệ thống dù hoạt động bình thường. Nghĩa là bầu khí quyển Sao Hỏa chưa thích hợp để làm cho tàu vũ trụ - nhờ hệ thống dù - giảm dần tốc độ bay ngõ hầu có thể hạ cánh nhẹ nhàng xuống bề mặt Sao Hỏa, bảo đảm an toàn cho các nhà du hành và thùng nhiên liệu.

Bởi vậy, tàu vũ trụ sẽ phải khởi động động cơ thổi ngược trong lúc hạ cánh, và điều này cũng ngốn khá nhiều nhiên liệu.

Sẽ đơn giản hơn nhiều nếu như Sao Hỏa hoàn toàn không có khí quyển, bởi khi đó, quá trình hạ cánh có thể được kiểm soát chính xác hơn.

Tuy nhiên, bầu khí quyển của Sao Hỏa lại rất "đỏng đảnh," nghĩa là độ đậm đặc của bầu khí quyển trên Sao Hỏa luôn thay đổi, đôi khi bầu khí quyển trở nên đặc quánh và dễ dàng kìm hãm tốc độ bay của tàu vũ trụ (hoặc thậm chí có thể đốt cháy nó), nhưng có khi nó lại quá loãng và hầu như không ảnh hưởng gì đến tốc độ bay của con tàu.

Trước tình hình đó, các nhà khoa học cho đến nay vẫn chọn phương án sử dụng động cơ phụt ngược như là phương pháp tối ưu để thực hiện việc đổ bộ nhẹ nhàng xuống Sao Hỏa.

Cũng chính vì vậy, việc đưa được một cỗ máy vũ trụ, dù lớn hay nhỏ, đổ bộ nhẹ nhàng xuống Sao Hỏa cho tới nay vẫn luôn được coi là một thành tựu kỹ thuật tuyệt vời, bất kể việc đó được thực hiện lần thứ bao nhiêu.

Nhưng đó chưa phải là tất cả. Điều phức tạp nhất ở đây lại là khoảng cách giữa Trái Đất và Sao Hỏa liên tục thay đổi do hai hành tinh này có tốc độ bay khác nhau xung quanh Mặt Trời.

Trái Đất có vị trí ở gần Mặt Trời hơn nên việc bay hết một vòng hoàn chỉnh xung quanh Mặt Trời chỉ hết 365,25 ngày. Sao Hỏa nằm ở xa Mặt Trời hơn, di chuyển chậm hơn và phải mất tới 687 ngày Trái Đất để bay hết một vòng xung quanh Mặt Trời (nghĩa là mất gần gấp đôi thời gian bay so với Trái Đất).

Kết quả là phần lớn thời gian trong năm, Sao Hỏa ở cách khá xa Trái Đất, xa đến mức việc thực hiện chuyến bay từ Trái Đất lên Sao Hỏa trở nên bất khả thi.

Vị trí thuận lợi để thực hiện chuyến bay Trái Đất-Sao Hỏa chỉ đến khi cả hai hành tinh đều nằm trên cùng một một phía so với Mặt Trời, và điều này chỉ xảy ra một lần trong 778 ngày (hay nói một cách khác là một lần trong mỗi 2 năm, 1 tháng và 18 ngày).

Thời điểm chỉ xuất hiện một lần trong 778 ngày này chính là thời cơ để thực hiện chuyến bay từ Trái Đất lên Sao Hỏa, xét từ góc độ tiết kiệm năng lượng và thời gian bay.

Hãy thử giả định rằng các nhà du hành vũ trụ đã thực hiện thành công chuyến bay "chớp đúng thời cơ" này và đến được Sao Hỏa. Nhưng tiếp theo thì sao? Họ chỉ có thể quay trở lại Trái Đất sau lần xích lại gần nhau kế tiếp giữa hai hành tinh, nghĩa là họ sẽ phải ở trên Sao Hỏa theo đúng chu kỳ là 2 năm, 1 tháng và 18 ngày để chớp lấy thời điểm thích hợp và bay trở về Trái Đất.

Tàu vũ trụ sẽ phải cất cánh và bay theo cùng chiều với chiều bay của Sao Hỏa xung quanh Mặt Trời, sau đó các nhà du hành sẽ phải nhiều lần điều chỉnh quỹ đạo bay của tàu vũ trụ hướng đến quỹ đạo và tốc độ bay của Trái Đất xung quanh Mặt Trời.

Đây là những thao tác kỹ thuật khá phức tạp mà các nhà du hành sẽ phải thực hiện trong khoảng không gian vũ trụ giữa các hành tinh.

Đó cũng chính là những là lý do khiến cho một "chuyến bay thẳng" đưa các nhà du hành đến Sao Hỏa, ở đó ít ngày và quay về Trái Đất vẫn là một điều không tưởng - tính đến thời điểm hiện tại.

Báo động xu hướng gia tăng người trẻ mắc ung thư
Báo động xu hướng gia tăng người trẻ mắc ung thư
(Ngày Nay) - Chuyên gia khuyến cáo cần tăng cường phòng bệnh thông qua chế độ ăn hợp lý, hạn chế thực phẩm siêu chế biến, duy trì vận động, kiểm soát cân nặng, tiêm vaccine phòng các virus có khả năng gây ung thư.
Kỳ họp không thường lệ thứ Nhất, Quốc hội khóa XVI: Đưa chính sách dầu khí từ tư duy “ưu đãi đầu tư” sang "cạnh tranh toàn cầu"
Kỳ họp không thường lệ thứ Nhất, Quốc hội khóa XVI: Đưa chính sách dầu khí từ tư duy “ưu đãi đầu tư” sang "cạnh tranh toàn cầu"
(Ngày Nay) - Chiều 4/8, tiếp tục chương trình Kỳ họp không thường lệ thứ Nhất, Quốc hội khóa XVI, các đại biểu Quốc hội thảo luận ở tổ về dự án Luật Dầu khí (sửa đổi); dự án Luật sửa đổi, bổ sung một số điều của Luật Trách nhiệm bồi thường của Nhà nước.
Ninh Bình được đề cử hạng mục Điểm đến mới nổi hàng đầu châu Á 2026
Ninh Bình được đề cử hạng mục Điểm đến mới nổi hàng đầu châu Á 2026
(Ngày Nay) - Ngày 4/8, thông tin từ Sở Du lịch tỉnh Ninh Bình, Ban tổ chức Giải thưởng Du lịch Thế giới (World Travel Awards - WTA) vừa chính thức công bố danh sách đề cử các hạng mục giải thưởng khu vực châu Á năm 2026. Trong đó, Ninh Bình được đề cử tại hạng mục "Asia's Leading Emerging Tourism Destination 2026" - Điểm đến mới nổi hàng đầu châu Á 2026.
Nuôi dưỡng đời sống văn hóa Thủ đô qua từng chương trình "Âm nhạc cuối tuần"
Nuôi dưỡng đời sống văn hóa Thủ đô qua từng chương trình "Âm nhạc cuối tuần"
(Ngày Nay) -  Chiều cuối tuần 2/8/2026 tại Nhà Bát Giác, những thanh âm đầu tiên của “Hà Nội - Niềm tin và hy vọng” vang lên như một lời chào quen thuộc dành cho người dân và du khách. Tiếp sau đó, những giai điệu jazz kinh điển của thế giới lần lượt cất lên qua phần biểu diễn của NSƯT Quyền Văn Minh và các nghệ sĩ Bình Minh Jazz Club, mở ra một không gian âm nhạc giàu cảm xúc ngay giữa trung tâm Thủ đô.
ASEAN Cup 2026: Sẵn sàng cho đại chiến tại "chảo lửa" Pakansari
ASEAN Cup 2026: Sẵn sàng cho đại chiến tại "chảo lửa" Pakansari
(Ngày Nay) - Cuộc đối đầu giữa đội tuyển Việt Nam và Indonesia tại sân vận động Pakansari ở Bogor tối 3/8 không chỉ quyết định cục diện bảng A ASEAN Cup 2026 mà còn được xem là trận cầu bản lề của cả giải đấu. Một bên là nhà đương kim vô địch đang chịu sức ép sau cú sảy chân trước Singapore, bên kia là đội chủ nhà toàn thắng hai trận đầu nhưng vẫn dành sự tôn trọng tuyệt đối cho đối thủ khi khẳng định đây là “đội mạnh nhất giải”.
Nhật Bản, Mỹ lần đầu phối hợp can thiệp mua đồng yen sau 15 năm
Nhật Bản, Mỹ lần đầu phối hợp can thiệp mua đồng yen sau 15 năm
(Ngày Nay) - Ngày 3/8, Bộ trưởng Tài chính Nhật Bản Satsuki Katayama xác nhận Nhật Bản và Mỹ đã phối hợp tiến hành can thiệp mua đồng yen trên thị trường ngoại hối vào ngày 31/7. Đây là lần đầu tiên trong vòng 15 năm hai nước thực hiện biện pháp này, đồng thời cả Tokyo và Washington đều khẳng định sẵn sàng tiếp tục hành động nếu cần thiết.