Có sự sống trong hang động sao Hỏa?
Đó là một câu hỏi hay, nhưng vẫn chưa phải là câu hỏi đúng. Một sự hợp tác quốc tế của các nhà khoa học do nhà nghiên cứu NAU Jut Wynne đứng đầu có hàng tá câu hỏi mà chúng tôi cần hỏi và trả lời. Khi chúng ta tìm ra cách nghiên cứu các hang động trên Mặt trăng, Sao Hỏa và các hành tinh khác, thì chúng ta có thể quay lại câu hỏi đó.
Wynne, trợ lý giáo sư nghiên cứu về sinh thái hang động, là tác giả chính của hai nghiên cứu liên quan, cả hai đều được xuất bản trong một bộ sưu tập đặc biệt các bài báo về hang động hành tinh của Tạp chí Nghiên cứu Địa vật lý Hành tinh.
Đầu tiên, “Các câu hỏi về Khoa học và Kỹ thuật Cơ bản trong Nghiên cứu Hang động Hành tinh,” được thực hiện bởi một nhóm liên ngành gồm 31 nhà khoa học, kỹ sư và phi hành gia, những người đã đưa ra một danh sách gồm 198 câu hỏi mà họ, làm việc với 82 nhà khoa học và kỹ sư không gian và hang động khác, đã thu hẹp lại xuống đến 53 quan trọng nhất.
Khai thác kiến thức của một cộng đồng khoa học vũ trụ đáng kể, công trình này là nghiên cứu đầu tiên được thiết kế để xác định các ưu tiên nghiên cứu và kỹ thuật nhằm thúc đẩy nghiên cứu về hang động hành tinh.
Nhóm nghiên cứu hy vọng công việc của họ sẽ cho biết những gì cuối cùng sẽ cần thiết để hỗ trợ các sứ mệnh của người máy và con người tới một hang động hành tinh – cụ thể là trên Mặt trăng và/hoặc Sao Hỏa.
>> Tham khảo: Nhà nghiên cứu được ca ngợi vì lời giải tuyệt vời cho câu đố thuật toán từ những năm 1950.
Nghiên cứu thứ hai, “Hang động hành tinh: Quan điểm về các sản phẩm và quy trình của hệ mặt trời,” ra đời từ nghiên cứu đầu tiên.
Wynne nhận ra rằng không có nỗ lực nào để lập danh mục các hang động hành tinh trên khắp hệ mặt trời, đây là một phần quan trọng khác của bức tranh toàn cảnh. Ông đã tập hợp một nhóm các nhà khoa học hành tinh khác để giải quyết câu hỏi đó.
Wynne nói: “Với sự đầu tư tài chính cần thiết và hỗ trợ thể chế, nghiên cứu và phát triển công nghệ cần thiết để đạt được những tiến bộ cần thiết này trong thập kỷ tới là có thể đạt được”.
“Bây giờ chúng tôi có những gì tôi hy vọng sẽ trở thành hai bài báo nền tảng giúp thúc đẩy nghiên cứu hang động hành tinh từ một bài tập chiêm nghiệm trên ghế bành đến robot thăm dò các bề mặt hành tinh.”
Những gì chúng ta biết về hang động ngoài trái đất
Hiện có rất nhiều trong số họ. Các nhà khoa học đã xác định được ít nhất 3.545 hang động tiềm năng trên 11 mặt trăng và hành tinh khác nhau trong hệ mặt trời, bao gồm Mặt trăng, Sao Hỏa và các mặt trăng của Sao Mộc và Sao Thổ.
Quá trình hình thành hang động thậm chí đã được xác định trên sao chổi và tiểu hành tinh. Nếu môi trường xung quanh cho phép truy cập vào lớp dưới bề mặt, thì điều đó mang đến cơ hội khám phá khoa học chưa từng có trước đây.
Những khám phá trong những hang động này có thể rất lớn.
Các hang động một ngày nào đó có thể cho phép các nhà khoa học “nhìn sâu vào” những khối đá và băng giá này, điều này sẽ cung cấp những hiểu biết sâu sắc về cách chúng được hình thành (nhưng cũng có thể cung cấp những hiểu biết sâu sắc hơn về cách Trái đất được hình thành).
Tất nhiên, họ cũng có thể nắm giữ những bí mật của cuộc sống.
“Hang động trên nhiều bề mặt hành tinh đại diện cho một trong những môi trường tốt nhất để tìm kiếm bằng chứng về các dạng sống đã tuyệt chủng hoặc có lẽ còn tồn tại,” Wynne nói.
“Ví dụ, vì các hang động trên sao Hỏa được che chở khỏi bức xạ bề mặt chết người và những cơn bão dữ dội, nên chúng có nhiều khả năng thể hiện chế độ nhiệt độ ổn định hơn so với bề mặt, và một số thậm chí có thể chứa nước đóng băng.
>> Tham khảo: Các nhà vật lý tìm ra cách mới để đo tính chất của lớp bề mặt vật liệu.
Điều này làm cho các hang động trên sao Hỏa trở thành một trong những hang động nguy hiểm nhất”. mục tiêu thăm dò quan trọng trong việc tìm kiếm sự sống.”
Và nó không chỉ là tìm kiếm sự sống — cũng chính những yếu tố này làm cho các hang động trở thành địa điểm tốt cho các phi hành gia trú ẩn trên Sao Hỏa và Mặt Trăng khi các sứ mệnh phi hành đoàn có thể khám phá.
Leroy Chiao, một phi hành gia đã nghỉ hưu, cựu chỉ huy của Trạm Vũ trụ Quốc tế và đồng tác giả của bài báo đầu tiên cho biết: “Chắn bức xạ sẽ rất cần thiết cho việc khám phá Mặt trăng và Sao Hỏa của con người.
“Một giải pháp khả thi là sử dụng các hang động cho mục đích này. Các yêu cầu đối với môi trường sống của phi hành gia, bộ quần áo EVA và thiết bị nên được xem xét trong việc khám phá và phát triển hang động, để bảo vệ khỏi cả bức xạ vũ trụ của mặt trời và thiên hà.”
Những gì Trái đất có thể cho chúng ta biết về các hành tinh khác
Wynne, người có nghiên cứu chính về các hang động trên mặt đất, cho biết nghiên cứu về hang động hành tinh từ lâu đã là một câu hỏi nghiên cứu song song với sự đa dạng trên trái đất trong gần hai thập kỷ. Các hang động hỗ trợ các hệ sinh thái độc đáo đôi khi khá tách biệt với hệ sinh thái bề mặt trong cùng một khu vực. Ai sẽ nói một hang động trên Mặt trăng hay Sao Hỏa sẽ không giống nhau? Vì vậy, nhiều câu hỏi mà anh ấy đã điều tra về các hang động trên Trái đất, anh ấy tự hỏi làm thế nào nó có thể áp dụng trên các hành tinh khác.
Anh ấy không phải là người duy nhất tạo ra kết nối. Wynne đã thực hiện nhiều dự án nghiên cứu với NASA để giúp nâng cao công nghệ phát hiện và mô hình môi trường sống trong hang động của ông không quan tâm nhiều đến việc hang động là trên cạn hay ngoài trái đất. Có đủ những điểm tương đồng trong môi trường hang động để đưa ra những dự đoán hợp lý sẽ là yếu tố nổi bật trong việc lựa chọn các mục tiêu hang động để khám phá.
>> Tham khảo: Nghiên cứu cho thấy trồng cây có thể cứu mạng sống.
Ông nói: “Các hang động Tellurian ở độ sâu thường được đặc trưng bởi bóng tối hoàn toàn, nhiệt độ ổn định xấp xỉ nhiệt độ bề mặt trung bình hàng năm, luồng không khí thấp hoặc không có luồng không khí và bầu khí quyển gần như bão hòa nước”. “Các hang động của các thiên thể hành tinh khác có khả năng thể hiện các điều kiện môi trường tương tự, nhưng chúng cũng sẽ bị ảnh hưởng bởi các điều kiện bề mặt của thiên thể hành tinh và cấu trúc bên trong của hang động.”
Keith Cowing, biên tập viên của SpaceRef.com và NASAWatch.com, cho biết việc sử dụng cơ sở hạ tầng hiện có trên bề mặt và bề mặt của một hành tinh có thể giúp con người đến các hành tinh khác sớm hơn nếu chúng ta phải mang theo mọi thứ cần thiết để tồn tại bên mình.
“Con người đã sống trong hang động hàng trăm nghìn năm. Sau đó, họ xây dựng hang động của riêng mình khi không có sẵn,” ông nói. “Như vậy, thật tự nhiên khi cho rằng các hang động sẽ mang lại tiện ích tương tự khi loài người mở rộng sang các thế giới khác. Trong khi địa khai hóa trên toàn hành tinh có thể là mục tiêu cuối cùng, thì việc sử dụng các cấu trúc lớn, có sẵn như hang động và ống dung nham có thể là một cách thiết thực hơn để khởi động công nghệ đến mức trưởng thành cần thiết để xử lý bề mặt của toàn bộ hành tinh.”
Chúng ta đang ở đâu?
Mặc dù phần lớn nghiên cứu này hướng tới tương lai, nhưng cũng cần phải xem xét những tài nguyên, nghiên cứu và hỗ trợ hiện đang tồn tại. Nhiều nền tảng robot và bộ thiết bị đo đạc đang được thử nghiệm, nhưng rào cản vẫn thường xảy ra — thiếu kinh phí. Với sự hỗ trợ đầy đủ, sứ mệnh thám hiểm bằng robot tới hang động trên mặt trăng hoặc sao Hỏa có thể thực hiện được trong vòng 5 đến 10 năm tới.
Nghiên cứu này dựa trên công việc trước đây để hình thành một lộ trình các loại để tiến lên phía trước; Wynne xem nó như một danh sách việc cần làm cho cùng một quy trình. Các câu hỏi mà các nhà khoa học và kỹ sư đã trả lời xác định các nhiệm vụ cần thiết để chuẩn bị cho cuộc thám hiểm robot đó; nó thậm chí còn hướng tới những tiến bộ cần thiết trong công nghệ trang phục vũ trụ, mô-đun cư trú và phần cứng sẽ cho phép con người sống và làm việc an toàn dưới lòng đất trên Mặt trăng và Sao Hỏa.
>> Tham khảo: Các nhà khoa học thiết kế DNA tổng hợp để nghiên cứu gen ‘kiến trúc sư’.
Ông nói: “Đây là một lĩnh vực nghiên cứu chưa được khai thác trong khoa học hành tinh và không nên bỏ qua tầm quan trọng của nó trong việc tìm kiếm sự sống. “Trong cuộc đời của chúng ta, rất có thể chúng ta sẽ quan sát sao Hỏa dưới lòng đất để giải quyết câu hỏi muôn thuở, ‘Liệu sự sống có tồn tại ngoài Trái đất không?'”
