Con người có thể tồn tại ngoài trái đất?

Vì thế, Đại học Arizona, Mỹ, đã tiến hành thử nghiệm cho con người sống trong môi trường giống như một hành tinh bên ngoài trái đất để mai này, nếu buộc phải "di cư" thì nhân loại cũng đã sẵn sàng…

1. 9 giờ sáng ngày 26/9/1991, 4 người đàn ông và 4 phụ nữ trong bộ quần áo màu đỏ thẫm vẫy tay tạm biệt người thân, bè bạn, trước khi bước qua cánh cửa thép để thực hiện một nhiệm vụ chưa từng xảy ra.

Mặc dù nhìn họ giống như những phi hành gia nhưng phía sau cánh cửa không phải là tàu vũ trụ, và họ cũng chẳng đi lên sao Mộc hay sao Kim. Họ đang sẵn sàng để tự giam mình suốt 2 năm trong một không gian khép kín với diện tích 1,27 hecta, bao phủ bằng thép lẫn thủy tinh, gọi là Biosphere 2 (Sinh quyển 2), nằm ở độ cao 4.000m so với mực nước biển trong sa mạc Oracle, bang Arizona, Mỹ.

Là cơ sở nghiên cứu khoa học về sinh tồn ngoài trái đất, Sinh quyển 2 bắt đầu xây dựng năm 1987 và hoàn thành năm 1991 gồm một cấu trúc hình tháp cụt, bên trong chia thành 7 khu vực: 1.900 mét vuông là rừng mưa nhiệt đới, 850 mét vuông biển nhân tạo với một rạn san hô, 450 mét vuông đất ngập mặn, 1.300 mét vuông đồng cỏ, 1.400 mét vuông thảo nguyên, sa mạc và 2 quần thể sinh vật cùng 2.500 mét vuông đất nông nghiệp. Riêng khu vực cuối cùng là nơi ăn ở, sinh hoạt của những người tham gia thử nghiệm. Chi phí cho tất cả những thứ này là 150 triệu USD.

Toàn cảnh Sinh quyển 2.

"Tương lai là ở đây!", Jane Poynter, 1 trong 8 thành viên tuyên bố trước khi cánh cửa bằng thép của Sinh quyển 2 đóng lại. Trong suốt 2 năm, họ sẽ hoàn toàn tự túc bằng cách trồng trọt một số loại cây, rau, củ cũng như nuôi vài loại gia súc, gia cầm. Với sự trợ giúp của những thiết bị tối tân, họ tái chế nước, không khí, chất thải để bảo đảm cho sự sống luôn ổn định. Jane Poynter nói: "Chúng tôi tiếp xúc với thế giới bên ngoài qua email, điện thoại và chỉ thế thôi. Không có bánh pizza giao tận nhà và thậm chí không ủi quần áo".

Ý tưởng thành lập Biosphere 2 xuất hiện năm 1987 khi tàu thăm dò Pioneer mang về những mẫu đất đầu tiên lấy từ sao Hỏa. Tiến hành thí nghiệm, các nhà khoa học thuộc Đại học Arizona nhận thấy nếu có đủ nước và không khí, lúa mì, rau cải, thậm chí là khoai tây, cà chua có thể mọc được. Trước đó, họ đã thử với loại đất do các phi hành gia trên tàu Apollo lấy từ mặt trăng nhưng thất bại bởi lẽ trong đất này, thành phần Silic dioxit chiếm đến 45,5%, Alumin chiếm 24%, không thích hợp cho việc trồng trọt.

Tuy nhiên, không thể mang cả vài chục tấn đất sao Hỏa về địa cầu làm Sinh quyển 2 nên các nhà khoa học Đại học Arizona đã tiến hành khảo sát nhiều nơi. Cuối cùng họ nhận thấy rằng loại đất đỏ ở Puerto Rico, Nam Mỹ và đất đỏ ở Australia là có tính chất tương tự. Dưới sự tài trợ của tỷ phú Edward Bass, con trai của một ông trùm dầu mỏ, trong suốt 3 năm - từ 1987 đến 1990 - họ vận chuyển khoảng 40 tấn đất về sa mạc Oracle, bang Arizona, Mỹ, đồng thời tiến hành xây dựng bộ khung Sinh quyển 2.

Tháng 6/1991, việc lắp đặt thiết bị hoàn tất, trong đó quan trọng nhất là hệ thống máy móc tạo ra không khí và máy tách nước từ không khí. Khi bước vào Sinh quyển 2 ngày 26/9/1991, 8 người thử nghiệm mang theo 30kg hạt giống các loại, một số động vật - kể cả chuột, gián, chim ruồi, kiến và ong mật. Nhiều phương tiện truyền thông lúc ấy đã phê phán dự án Sinh quyển 2 "chỉ phục vụ cho số ít, lắm tiền, nếu con người phải đi khỏi trái đất".

2. Vài ngày sau khi bước vào Sinh quyển 2, Mark Nelson, một trong 8 thành viên tham gia thử nghiệm trả lời phỏng vấn của tờ Sience qua điện thoại. Khi được hỏi về cảm giác của mình, Nelson đáp: "Nếu bạn muốn riêng tư, bạn có thể sống trong Sinh quyển. Ở đây có những khoảnh khắc hạnh phúc tuyệt đối…".

Biển và san hô trong Sinh quyển.

Bác sĩ Roy Walford đồng thời là nhà nghiên cứu Y, Sinh học cho biết quan tâm lớn nhất của ông là liệu trong môi trường Sinh quyển 2, con người có thể đề kháng với những loại bệnh tật gì, và những loại bệnh gì khiến họ dễ lây nhiễm nhất.

Taber MacCallum, nhà nông học và cũng là thành viên của nhóm thử nghiệm giải thích: "Khu vực trồng trọt trong Sinh quyển 2 sản xuất 83% lương thực cho chúng tôi, gồm chuối, đu đủ, khoai lang, củ cải đường, đậu phộng, đậu răng ngựa, gạo và lúa mì. Không có hóa chất độc hại nào được sử dụng vì chúng sẽ trực tiếp tác động đến lượng nước và chất dinh dưỡng tái chế".

Nửa năm đầu tiên trôi qua. 8 thành viên thử nghiệm gồm Jane Poynter, Taber MacCallum, Mark Nelson, Sally Silverstone, Abigail Alling, Mark Van Thillo, Roy Walford và Linda Leigh cho biết đất nông nghiệp của Sinh quyển 2 có lượng thu hoạch sản phẩm đứng đầu thế giới.

Nó vượt quá 5 lần so với các cộng đồng nông nghiệp hiệu quả nhất Indonesia, miền nam Trung Quốc và Bangladesh. Tuy nhiên, cả 8 thành viên lúc nào cũng cảm thấy thiếu một cái gì đó bởi lẽ nguồn thức ăn đơn điệu, cung cấp ít calo so với số calo mà họ phải bỏ ra để làm việc.

Cũng trong nửa năm đầu tiên, họ mất 16% cân nặng cơ thể nhưng bù vào đó, các xét nghiệm của bác sĩ Roy Walford cho thấy sự cải thiện các chỉ số y tế như giảm cholesterol máu, giảm huyết áp, tăng cường hệ thống miễn dịch, sự trao đổi chất trong cơ thể hiệu quả hơn do thích ứng với lượng calo thấp, sự tích tụ các độc tố gần như bằng 0.

Bác sĩ Roy Walford nói: "Vấn đề khó khăn nhất là ở độ cao 4.000m, thiết bị tạo không khí không thể làm ra đủ lượng oxy cần thiết nên các thành viên luôn cảm thấy mệt, nhất là lúc phải lên cầu thang".

Với những vật nuôi gồm 4 con dê lùn châu Phi và 1 con dê Billy, 35 con gà mái và 3 con gà trống, 2 con heo nái và 1 con heo rừng, 30 con cá rô tăng trưởng chậm hơn so với thế giới bên ngoài.

Riêng chim ruồi, ong mật, kiến và gián đều chết. Mark Nelson, trưởng nhóm nghiên cứu nói: "Trong tương lai, nếu phải di cư thì sao Hỏa là nơi gần chúng ta nhất và là nơi có thể hình thành một thế giới mới. Việc thử nghiệm của chúng tôi gặp phải nhiều khó khăn nhưng nó sẽ là tiền đề cho những nghiên cứu về sau, đặc biệt là nước và không khí, nguồn gốc của sự sống".

Hết năm thứ nhất, vấn đề tâm lý bắt đầu xảy ra mà nguyên nhân là sinh tồn trong một không gian hẹp, lại không có những tác động thiên nhiên như mưa gió, bão lũ, sấm sét, cũng như các tác động xã hội như gia đình, bạn bè, cộng với dinh dưỡng kém, hít thở khó khăn nên một số thành viên đâm ra cáu kỉnh.

Họ chia thành 2 phe mà theo Sally Silverstone, những người trước đây rất thân thiết thì nay nhìn nhau như kẻ thù. Phe do Alling cầm đầu cho rằng phe Poynter chuẩn bị rời bỏ Sinh quyển 2 để trở về với cuộc sống thật nhằm thỏa mãn vấn đề thèm khát ăn uống và giao tiếp xã hội. Alling khẳng định nếu điều đó xảy ra thì có nghĩa là sự thất bại của dự án.

Đứng về góc độ khoa học, theo bác sĩ Roy Walford, cấu trúc bao phủ Sinh quyển 2 hầu hết là kính, dẫn đến hiện tượng hơi nước ngưng tụ khiến khu vực sa mạc trở nên ẩm ướt mặc dù hơi nước là nguyên liệu chính để tạo ra không khí, chưa kể cường độ ánh sáng trong sinh quyển chỉ bằng 40 đến 50% so với ánh sáng ban ngày nên tất cả các loại cây trồng đều kém phát triển vì quang hợp ít. Vi khuẩn trong đất cũng thế, do thiếu ánh sáng nên nhiều loài bị tiêu diệt, dẫn đến đất đai ngày càng khô cằn.

Đến tháng thứ 16, lượng oxy bên trong sinh quyển giảm 14,5%, các thành viên đều gặp phải vấn đề ngưng thở tạm thời trong khi ngủ. Vào mùa đông, bầu trời âm u vì mây, vài người bắt đầu xuất hiện dấu hiệu trầm cảm. Một số thành viên trong nhóm lén lút ăn các hạt giống. Tất cả vật nuôi mang theo đều đã làm thịt. Poynter bị Margret Augustine, giám đốc điều hành Sinh quyển 2 sa thải và điều này có nghĩa là cô sẽ phải quay về với xã hội loài người.

Theo Margret Augustine, nếu trật tự không được tuân thủ thì xem như thử nghiệm thất bại, và nó sẽ phải đóng cửa. Mặc dù bác sĩ Roy Walford đã khuyến cáo mọi người nên tiếp tục gắn kết với nhau để hoàn thành sứ mệnh nghiên cứu, bất cứ hành động nào gây hại cho Sinh quyển 2 có thể sẽ ảnh hưởng đến sự tồn tại của chính họ nhưng một số thành viên vẫn bỏ ngoài tai. Bác sĩ Roy Walford nói đây là hiện tượng "rối loạn tâm lý trong môi trường hạn chế". Ông thừa nhận "ngay chính tôi cũng không thích vài người".

3. Cuối cùng, cuộc thử nghiệm buộc phải chấm dứt trước thời hạn, nhất là khi những người quản lý khám phá ra rằng Poynter lúc được cho ra ngoài điều trị vết thương đứt đầu ngón tay do thao tác máy móc thì khi quay vào, cô đã lén mang theo một túi thực phẩm.

Các thành viên bên khu vực trồng cây đậu phộng.

Chưa hết, tiến hành kiểm tra Sinh quyển 2, những nhà quản lý còn phát hiện vài ngày trước khi cuộc thử nghiệm bắt đầu, ai đó đã tích trữ lương thực trong một nhà kho, đủ dùng suốt 3 tháng. Mỗi khi cảm thấy khó thở, vài người trong nhóm bí mật kích hoạt máy bơm oxy khẩn cấp vào phòng riêng của mình dù điều này không được phép nếu không có yêu cầu của bác sĩ Roy Walford. Thêm nữa, cánh cửa ra vào duy nhất thỉnh thoảng vẫn được mở để bên ngoài đưa thức ăn cùng các viên vitamine tổng hợp.

Ngày 6-3-1994, sau khi chấn chỉnh và sửa chữa các nhược điểm, 7 thành viên tình nguyện vào Sinh quyển 2, gồm Norberto Alvarez Romo làm trưởng nhóm, John Druitt, Matt Finn, Pascale Maslin, Charlotte Godfrey, Rodrigo Romo và Tilak Mahato để tiếp tục cuộc thử nghiệm. Lần này, tài trợ cho dự án là Ngân hàng đầu tư Steve Bannon. Các nhà quản lý cao cấp đã từng tham gia chương trình thử nghiệm cùng 8 thành viên ban đầu bị loại bỏ vì Steve Bannon nghi ngờ tính trung thực của họ.

Lo sợ cho tính mạng của những người mới vào, mờ sáng ngày 4/4, hai thành viên cũ là Abigail Alling và Mark Van Thillo đã bí mật đột nhập Sinh quyển 2. Alling nói: "Tôi quyết định thực hiện việc này để lên tiếng báo động nhằm chấm dứt việc thử nghiệm vì nó không an toàn. Tất cả những người tình nguyện đều không được biết những gì sẽ xảy đến cho họ, cả về thể chất lẫn tâm lý".

Cuộc thử nghiệm lần thứ 2 chỉ kéo dài trong 5 tháng.

Tháng 6/1994, trong thời gian giữa lần thử nghiệm thứ 2, đơn vị quản lý Space Biosphere Ventures giải thể, Sinh quyển 2 bị bỏ hoang. Đến năm 1995, Đại học Columbia nhận quyền sử dụng nó để tiến hành một số các nghiên cứu sinh học. Năm 2003, Ngân hàng Đầu tư Steve Bannon dự định phá hủy Sinh quyển 2 để lấy đất xây dựng căn hộ, tiệm ăn cùng chuỗi cửa hàng bán lẻ.

Tuy nhiên sau nhiều lần thương thảo, đền bù, năm 2011, Sinh quyển 2 một lần nữa lại thuộc về Đại học Arizona với quyền sở hữu toàn bộ cấu trúc. Theo các chuyên gia về sự sống ngoài trái đất, Sinh quyển 2 là "dự án khoa học thú vị nhất được thực hiện tại Mỹ kể từ khi Tổng thống John F. Kennedy đưa con người lên mặt trăng" nhưng cũng có ý kiến cho rằng "đó là chuyện mạo nhận khoa học trắng trợn".

Hiện tại, Đại học Arizona sử dụng Sinh quyển 2 cho việc tổ chức những trại khoa học với sự tham dự của các sinh viên ngành hàng không, không gian, y sinh học, tâm lý học. Tuy nhiên những trại này thường chỉ kéo dài khoảng 1 tuần vì nhiều vấn đề thuộc về "tâm lý trong môi trường hạn chế" vẫn chưa được làm rõ…

Vũ Cao (Theo Science)