Con người có thể sống trên Mặt Trăng bao lâu trước khi cơ thể không chịu nổi?

Bức xạ vũ trụ, trọng lực chỉ bằng 1/6 Trái Đất, nhiệt độ cực đoan và bụi độc hại có thể biến giấc mơ định cư trên Mặt Trăng thành một thử thách sinh tồn chưa từng có.

Kỷ lục 75 giờ và giới hạn chưa được kiểm chứng

Tháng 12/1972, hai phi hành gia Eugene Cernan và Harrison Schmitt thuộc sứ mệnh Apollo 17 của NASA đã lưu lại trên bề mặt Mặt Trăng khoảng 75 giờ, tương đương hơn 3 ngày. Đây vẫn là khoảng thời gian lưu trú dài nhất của con người trên thiên thể này.

Phi hành gia Eugene A. Cernan của sứ mệnh Apollo 17 trên tàu thám hiểm Mặt Trăng, tháng 12/1972.  Ảnh: NASA/Wikimedia

Trong thời gian đó, hai phi hành gia thực hiện ba chuyến đi bộ ngoài tàu đổ bộ, tổng cộng hơn 22 giờ, di chuyển khoảng 35km bằng xe tự hành và thu thập hơn 110kg mẫu đất đá.

Tuy nhiên, 75 giờ không phải giới hạn mà cơ thể con người có thể chịu đựng trên Mặt Trăng. Thời gian của sứ mệnh Apollo được quyết định chủ yếu bởi khả năng của tàu vũ trụ, lượng nhiên liệu, oxy, nước và các điều kiện hậu cần.

Trên thực tế, con người chưa từng trải qua một sứ mệnh sinh sống liên tục trên bề mặt Mặt Trăng trong nhiều tuần, nhiều tháng hoặc nhiều năm.

Vì vậy, khoa học hiện chưa thể đưa ra một con số chính xác về thời điểm cơ thể con người bắt đầu không thể tiếp tục chịu đựng môi trường này.

Các nghiên cứu của NASA cho thấy vấn đề không chỉ nằm ở khả năng duy trì sự sống tức thời, mà còn ở những tổn thương tích lũy khi cơ thể phải thích nghi với môi trường hoàn toàn khác biệt so với Trái Đất.

Bức xạ vũ trụ: Mối đe dọa âm thầm đối với cơ thể

Một trong những nguy hiểm lớn nhất đối với con người trên Mặt Trăng là bức xạ vũ trụ.

Trên Trái Đất, từ trường và khí quyển đóng vai trò như hai lớp lá chắn tự nhiên, giúp giảm đáng kể lượng bức xạ có hại tiếp cận con người.

Trong khi đó, Mặt Trăng gần như không có khí quyển và không sở hữu từ trường toàn cầu đủ mạnh để bảo vệ bề mặt.

Phi hành gia vì thế phải tiếp xúc với các tia vũ trụ thiên hà, gồm những hạt năng lượng cao đến từ bên ngoài Hệ Mặt Trời, cùng các hạt năng lượng phát ra trong những đợt bùng phát mạnh của Mặt Trời.

Theo NASA, phơi nhiễm bức xạ trong không gian có thể làm tăng nguy cơ ung thư, tổn thương hệ thần kinh, bệnh tim mạch và đục thủy tinh thể.

Trong những sự kiện bức xạ Mặt Trời lớn, phi hành gia còn có nguy cơ bị phơi nhiễm cấp tính nếu không kịp thời trú ẩn.

Đáng lo ngại, bức xạ không nhất thiết gây ra triệu chứng ngay lập tức. Những tổn thương ở cấp độ tế bào có thể tích lũy theo thời gian, khiến nguy cơ bệnh tật tăng lên sau nhiều năm.

Điều này đồng nghĩa một phi hành gia có thể hoàn thành chuyến thám hiểm ngắn ngày mà không gặp vấn đề rõ rệt, nhưng việc sống liên tục nhiều tháng hoặc nhiều năm sẽ đặt ra rủi ro hoàn toàn khác.

Trọng lực bằng 1/6 Trái Đất có thể làm suy yếu cơ thể

Nếu bức xạ là mối nguy hiểm âm thầm, trọng lực thấp lại là thách thức trực tiếp đối với hệ cơ xương. Trọng lực trên Mặt Trăng chỉ bằng khoảng 16,5% so với Trái Đất.

Một người có khối lượng 60kg vẫn có khối lượng như vậy, nhưng trọng lượng biểu kiến trên Mặt Trăng chỉ tương đương khoảng 10kg trên Trái Đất.

Điều kiện này khiến việc di chuyển trở nên khác biệt, nhưng cũng làm giảm lực tác động thường xuyên lên xương và cơ bắp.

Những nghiên cứu trên phi hành gia sống dài ngày trong môi trường vi trọng lực của Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS) cho thấy cơ thể có thể mất khối lượng cơ, suy giảm sức mạnh và giảm mật độ xương.

Xương chịu tải có thể mất trung bình khoảng 1% mật độ khoáng mỗi tháng trong một số trường hợp không được kiểm soát tốt.

Các thành phố trên Mặt Trăng có thể giúp con người sinh sống và làm việc trong nhiều năm tại đây hay không? Ảnh: Shutterstock

Tuy nhiên, không thể áp dụng trực tiếp con số này cho Mặt Trăng. ISS có môi trường vi trọng lực gần như bằng không, trong khi Mặt Trăng vẫn có trọng lực bằng 1/6 Trái Đất.

Hiện chưa có dữ liệu dài hạn đủ để xác định tốc độ suy giảm xương và cơ ở người sống trong điều kiện trọng lực này.

Đây là một trong những câu hỏi quan trọng nhất đối với kế hoạch định cư. Nếu cơ thể không thể duy trì sức mạnh và khả năng vận động, phi hành gia sẽ gặp khó khăn khi thực hiện những công việc thiết yếu như sửa chữa thiết bị, vận chuyển vật tư hoặc ứng phó sự cố.

Bụi Mặt Trăng có thể gây tổn thương phổi

Một hiểm họa khác ít được chú ý là bụi Mặt Trăng, hay còn gọi là regolith.

Khác với bụi trên Trái Đất, các hạt bụi Mặt Trăng chưa trải qua quá trình phong hóa bởi nước và gió.

Chúng có cạnh sắc, dễ bám vào quần áo, thiết bị và có thể bay lơ lửng do tích điện tĩnh.

Trong chương trình Apollo, các phi hành gia từng gặp tình trạng hắt hơi, nghẹt mũi và kích ứng sau khi bụi lọt vào khoang tàu.

NASA cảnh báo việc hít phải bụi này trong thời gian dài có thể gây ảnh hưởng đến hệ hô hấp và chức năng phổi.

Theo đánh giá của NASA, mức độ nguy hiểm phụ thuộc vào thời gian tiếp xúc, kích thước hạt và lượng bụi đi vào không khí.

Vì vậy, nếu con người sống trên Mặt Trăng nhiều tháng hoặc nhiều năm, kiểm soát bụi sẽ trở thành yêu cầu bắt buộc đối với căn cứ sinh hoạt.

Nhiệt độ cực đoan và nguy cơ mất sự sống khi hệ thống gặp sự cố

Bề mặt Mặt Trăng có thể nóng tới khoảng 127 độ C khi được Mặt Trời chiếu sáng trực tiếp, nhưng nhiệt độ có thể giảm xuống khoảng âm 173 độ C trong bóng tối.

Mặt Trăng không có khí quyển đủ dày để điều hòa nhiệt độ như trên Trái Đất. Vì vậy, con người chỉ có thể sinh sống bên trong những khoang kín được kiểm soát áp suất và nhiệt độ.

Một sự cố nhỏ như mất điện, hỏng hệ thống điều hòa nhiệt hoặc rò rỉ không khí cũng có thể nhanh chóng trở thành tình huống đe dọa tính mạng.

Chưa thể có câu trả lời chính xác về việc con người có thể sống trên Mặt Trăng bao lâu. Ảnh: NASA

Khác với Trái Đất, nơi phi hành gia có thể nhận được hỗ trợ y tế và cứu hộ tương đối nhanh, việc đưa người bị thương từ Mặt Trăng trở về sẽ phức tạp, tốn kém và phụ thuộc vào điều kiện phóng tàu.

Đây là lý do một căn cứ thường trú không thể chỉ có nơi ngủ và nguồn cung cấp oxy. Nó cần hệ thống dự phòng, thiết bị sửa chữa, phương tiện cứu hộ và khả năng tự xử lý các tình huống khẩn cấp.

Sau bao lâu cơ thể con người sẽ không chịu nổi?

Đây là câu hỏi chưa có câu trả lời chính xác. Không tồn tại một mốc thời gian chung mà sau đó mọi phi hành gia đều mất khả năng sinh tồn trên Mặt Trăng.

Nếu được bảo vệ bằng bộ đồ du hành và tàu vũ trụ, con người có thể hoạt động ngoài trời trong những khoảng thời gian được giới hạn bởi thiết kế thiết bị và mức độ phơi nhiễm môi trường. Khi có căn cứ hỗ trợ sự sống, thời gian lưu trú có thể kéo dài đáng kể.

Tuy nhiên, những dữ liệu từ ISS cho thấy rủi ro sức khỏe có thể tích lũy ngay trong các chuyến bay kéo dài vài tháng.

Theo NASA, phi hành gia trong môi trường vi trọng lực có thể mất khoảng 1-1,5% mật độ xương mỗi tháng trong các sứ mệnh kéo dài 4-6 tháng. Tập luyện và chế độ dinh dưỡng giúp hạn chế tình trạng này nhưng không loại bỏ hoàn toàn nguy cơ.

Đối với Mặt Trăng, mức độ ảnh hưởng có thể khác do vẫn tồn tại trọng lực. Nhưng hiện chưa có nghiên cứu thực tế đủ dài để xác định liệu trọng lực bằng 1/6 Trái Đất có giúp ngăn chặn phần lớn tình trạng suy giảm xương và cơ hay không.

Có thể hình dung các mốc thời gian như sau: vài ngày là khoảng thời gian con người đã chứng minh có thể thám hiểm bề mặt Mặt Trăng; vài tuần đến vài tháng là mục tiêu của những hệ thống thám hiểm thế hệ mới; còn nhiều năm là triển vọng định cư vẫn cần được kiểm chứng về mặt sinh học và kỹ thuật.

(Theo AsMA, Science Advances, Nature Astronomy, NASA)