Cơ thể con người sẽ ra sao nếu sống trên Mặt Trăng?

Một kỷ nguyên chinh phục không gian mới đầy hứa hẹn đang mở ra, với việc Mỹ khởi động Sứ mệnh Artemis II với mục tiêu thiết lập một trạm dừng chân ngay trên bề mặt Mặt Trăng.

Đây là một bước chuyển mình mang tính lịch sử trong cách con người khám phá vũ trụ. Thay vì chỉ để lại "những lá cờ và dấu chân" như các chuyến du hành trước, Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ (NASA) còn có tham vọng duy trì sự hiện diện bền vững của con người trên Mặt Trăng trong nhiều tuần, nhiều tháng, thậm chí nhiều năm.

Sứ mệnh Artemis II là một bước chuyển mình mang tính lịch sử trong cách con người khám phá vũ trụ. Ảnh: NASA

Thế nhưng, việc dành một khoảng thời gian dài trên bề mặt "chị Hằng" sẽ thực sự như thế nào? Trong một bài viết cho trang tin Science Alert, ông Damian Bailey - Giáo sư ngành sinh lý và sinh hóa học Đại học New South Wales (Australia) đã đưa ra những nhận định đầy thú vị, nhưng cũng vô cùng khắc nghiệt.

Những thách thức về sức khỏe

Theo Giáo sư Bailey, dành một thời gian dài trên Mặt Trăng chắc chắn sẽ là trải nghiệm "có một không hai". Được ngắm nhìn Trái Đất treo lơ lửng bất động trên đường chân trời tĩnh lặng, hay làm việc dưới một bầu trời không bao giờ chuyển xanh chắc chắn sẽ mang lại những cảm xúc thích thú và phấn khích.

Tuy nhiên, sinh sống trên Mặt Trăng còn là một thử thách cam go đối với cơ thể người. Môi trường này đẩy các phi hành gia vào một "hệ tác động không gian" đặc thù, tổng hòa của các yếu tố gây căng thẳng về vật lý, hóa học, sinh học và tâm lý.

Sinh sống trên Mặt Trăng còn là một thử thách cam go đối với cơ thể người. Hình minh họa: NASA

Những tác nhân này bao gồm: trọng lực giảm (chỉ bằng khoảng 1/6 trọng lực trên Trái Đất); phơi nhiễm bức xạ vũ trụ mãn tính; nhiệt độ biến đổi theo hướng cực đoan, nguy cơ sức khỏe từ bụi Mặt Trăng độc hại.

Bên cạnh đó, phi hành gia còn phải đối mặt với cảm giác bị cô lập, chu kỳ thức-ngủ bị xáo trộn cùng tình trạng cơ thể bị "giam cầm" dài ngày trong không gian hẹp.

Khác với các phi hành gia hoạt động ở quỹ đạo thấp của Trái Đất, phi hành đoàn trên Mặt Trăng hoạt động gần như hoàn toàn bên ngoài từ trường bảo vệ của hành tinh chúng ta. Điều này làm tăng nguy cơ tiếp xúc với bức xạ không gian, có thể gây tổn thương DNA, suy yếu hệ miễn dịch, đồng thời ảnh hưởng đến não bộ và hệ tim mạch theo những cách âm thầm nhưng nghiêm trọng.

Trọng lực giảm cũng làm thay đổi căn bản cách máu, oxy và các chất lỏng lưu thông trong cơ thể. Môi trường vi trọng lực có thể làm gián đoạn quá trình vận chuyển oxy và glucose lên não, tiềm ẩn nguy cơ gây rối loạn chức năng thần kinh và mạch máu theo thời gian.

Phi hành đoàn trên Mặt Trăng hoạt động gần như hoàn toàn bên ngoài từ trường bảo vệ của Trái Đất. Hình minh họa: Liquifer Systems Group

Giáo sư Damian Bailey cho rằng, để hiểu rõ những rủi ro này, chúng ta cần nhìn xa hơn từng bộ phận cơ thể riêng lẻ và xem xét đến "hệ tích hợp không gian" (space integrome) - tức cách mà não, tim, mạch máu, cơ bắp, xương, hệ miễn dịch và quá trình trao đổi chất tương tác như một thể thống nhất dưới điều kiện ngoài vũ trụ.

Một sự xáo trộn nhỏ ở hệ thống này có thể tạo hiệu ứng dây chuyền tới các hệ thống khác. Đáng ngại nhất là nhiều thay đổi sinh lý thường diễn biến rất âm thầm. Phi hành gia có thể vẫn cảm thấy khỏe mạnh trong khi các biến chứng nhen nhóm bên trong, và chúng chỉ thực sự lộ diện sau nhiều tháng hoặc thậm chí nhiều năm.

Đó là lý do NASA đặc biệt chú trọng vào việc theo dõi sinh lý dài hạn và giảm thiểu rủi ro cho con người trong mọi chiến lược khoa học liên quan tới các sứ mệnh người vũ trụ.

Những biện pháp giảm thiểu rủi ro

Dù con người có khả năng thích nghi đáng kinh ngạc. thách thức vẫn nằm ở chỗ làm sao để dẫn dắt sự thích nghi đó diễn ra một cách an toàn và bền vững. May thay, các "biện pháp đối phó không gian" chính là "trợ thủ đắc lực" bảo vệ sức khỏe phi hành gia.

Trong đó, rèn luyện thể chất được xem là yếu tố then chốt. Trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS), các phi hành gia phải dành khoảng 2 tiếng mỗi ngày cho các hoạt động thể dục nhằm bảo vệ khối lượng cơ, mật độ xương và chức năng tim mạch.

Tuy nhiên, trên Mặt Trăng, các hệ thống tập luyện cần được thiết kế lại để phù hợp với môi trường có các điều kiện khí hậu và trọng lực hoàn toàn khác.

Các phi hành gia trên Trạm Vũ trụ Quốc tế phải dành khoảng 2 tiếng mỗi ngày cho các hoạt động thể dục. Ảnh: NASA

Chế độ dinh dưỡng cũng là một biện pháp hỗ trợ đắc lực, ảnh hưởng trực tiếp đến sức khỏe xương, cơ, hệ miễn dịch và khả năng phản ứng của cơ thể với bức xạ không gian. Các chiến lược dinh dưỡng cá nhân hóa, được đo ni đóng giày cho thể trạng của từng người thay vì một thực đơn chung, sẽ ngày càng trở nên quan trọng.

Bên cạnh đó, "trọng lực nhân tạo" đang được nhà khoa học nghiên cứu. Việc sử dụng máy ly tâm bán kính ngắn để tạo ra "trọng lực nhân tạo" trong thời gian ngắn sẽ góp phần ổn định hệ thống tim mạch và thần kinh mạch máu cho phi hành gia.

Việc chống bức xạ không gian sẽ dựa trên nhiều lớp phòng thủ: từ vỏ bọc ở nơi cư trú (có thể tận dụng chính các vật liệu đất đá trên Mặt Trăng), hệ thống cảnh báo sớm bão Mặt Trời, đến các chiến lược vận hành nhằm hạn chế tối đa việc ra ngoài trong các giai đoạn rủi ro cao.

Có thể tận dụng chính các vật liệu đất đá trên Mặt Trăng để xây dựng nơi ở cho phi hành gia. Hình minh họa: Foster + Partners

Giáo sư Damian Bailey nhận định, Sứ mệnh Artemis II cho thấy khám phá vũ trụ giờ đây không còn là những hành động "anh hùng chớp nhoáng", mà còn là câu chuyện về sự bền vững, khả năng thích nghi và nỗ lực thấu hiểu chính bản thân con người, cũng như những thế giới mới mà chúng ta đang khao khát đặt chân đến.

Nếu có thể học cách giữ cho cơ thể khỏe mạnh và bền bỉ trên bề mặt Mặt Trăng, con người sẽ thực hiện được một bước tiến để trở thành loài sinh vật Trái Đất đầu tiên thực sự làm chủ không gian.