'Sát thủ vô hình' khi bay lên Hỏa tinh

Loại bức xạ không gian này không giống như việc ta tiếp xúc với tia X khi chụp ảnh X quang. Ảnh: Hustler's Digest.

Hành trình đưa con người người lên Hỏa tinh không hề dễ dàng. Hàng loạt thách thức có thể xảy ra khi mang người, vật tư vào không gian và hạ cánh an toàn trên một hành tinh khác.

Một khi đến nơi, phi hành gia sẽ cần một nơi an toàn để sống, có không khí để thở, nước để uống và thức ăn để ăn. Nhưng trở ngại lớn nhất đối với việc thám hiểm Hỏa tinh của phi hành đoàn lại là một thứ vô hình: bức xạ không gian có thể tàn phá cơ thể con người.

Tia vũ trụ tàn phá não trong một phần triệu giây

Trong khi Elon Musk đang bận rộn lên kế hoạch xây thành phố trên Hỏa tinh, các chuyên gia thám hiểm không gian lại tỏ ra thận trọng hơn. Bởi sau hàng thập kỷ nghiên cứu trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS), các nhà khoa học đã kết luận rằng vi trọng lực có nhiều tác động lên cơ thể, từ các vấn đề về thị lực đến mất cơ.

Nhưng rời khỏi hành tinh không chỉ thoát khỏi lực hấp dẫn, mà còn rời khỏi bầu khí quyển - vỏ bọc bảo vệ của Trái đất. Ở đây, cơ thể con người sẽ bị bức xạ không gian ảnh hưởng.

Bức xạ không gian đến từ 2 nguồn chính: hoạt động năng lượng của Mặt trời dưới dạng tia sáng Mặt trời và các hạt mang năng lượng gọi là tia vũ trụ.

Trong đó, tia vũ trụ là các hạt, chủ yếu là hạt nhân nguyên tử, nhưng cũng có các hạt hạ nguyên tử như proton và electron. Điều đặc biệt là chúng truyền qua vũ trụ với tốc độ gần bằng với tốc độ ánh sáng, nhưng mang theo nhiều năng lượng hơn mức cần có.

“Các tia vũ trụ trong thiên hà đến từ những ngôi sao sắp chết. Bức xạ chúng mang theo là một phần của khoảng không vũ trụ”, nhà sinh vật học phóng xạ và chuyên gia về bức xạ Eleanor Blakely giải thích.

Ra khỏi Trái đất, con người sẽ không được bầu khí quyển bảo vệ. Ảnh: Naeblys.

Có rất nhiều rủi ro sức khỏe do bức xạ không gian gây ra nhưng con người vẫn chưa hiểu rõ. Các nhà khoa học cho rằng bức xạ không gian làm tăng nguy cơ ung thư, ảnh hưởng đến hệ thần kinh trung ương, làm tăng thoái hóa như bệnh tim, đục thủy tinh thể và biến đổi hệ thống miễn dịch.

Khi khám phá không gian, các phi hành gia phải tiếp xúc lâu với bức xạ mức thấp. Mức bức xạ này khác hẳn với hầu hết bức xạ có trên Trái đất.

“Hầu hết dữ liệu của chúng tôi đều nghiên cứu về tác động của các tia bức xạ như tia gamma và tia X lên sức khỏe con người.

Chúng gây tổn hại trên toàn cơ thể như bắn các tia nước trong bình xịt. Nhưng tia vũ trụ lại di chuyển xuyên qua cơ thể theo một đường thẳng, giống như một đường ray. Vì vậy, tổn thương sẽ cực nhỏ. Nhưng vì quá nhỏ, nên cơ thể khó chữa lành hơn nhiều”, Nhà sinh học bức xạ Greg Nelson, cố vấn cho NASA giải thích.

Loại bức xạ không gian này không giống như việc ta tiếp xúc với tia X khi chụp ảnh X quang. Thay vào đó, hãy tưởng tượng một hạt tích điện di chuyển với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng, bắn thẳng qua não, làm xáo trộn 10.000 tế bào bên trong. Tất cả chỉ xảy ra trong một phần triệu giây.

Có thể nó không làm hỏng những tế bào đó, nhưng nó kích hoạt chúng một cách rất bất thường. Con người vẫn chưa biết điều này sẽ ảnh hưởng gì đến sức khỏe.

“Chính đặc điểm đó khiến những tác động của tia vũ trụ rất riêng biệt, chưa từng có”, Nelson nhận định.

Chi phí sức khỏe phải đánh đổi để đặt chân lên Hỏa tinh

Phần lớn bức xạ trên Trái đất có thể gây ung thư bằng cách phá vỡ ADN. Song tia vũ trụ lại gây tổn hại cho não theo một cách hoàn toàn khác, như phá vỡ kết nối giữa các tế bào thần kinh hoặc ty thể trong tế bào thần kinh.

Một mối lo ngại khác là các phi hành gia không chỉ tiếp xúc với bức xạ, mà còn đối mặt với tình trạng vi trọng lực. Đây là nguyên nhân gây ra các vấn đề về sức khỏe như mất mô cơ vì cơ không hoạt động để chống lại trọng lực như ở Trái đất.

Ngoài ra, tình trạng vi trọng lực còn làm tái cấu trúc não. “Điều đó có nghĩa là các mô được kích hoạt theo một cách khác so với bình thường, như thay đổi lượng chất xám so với chất trắng. Nhưng hậu quả về mặt tâm lý hay sinh lý là gì? Chúng tôi không biết”, Blakely thừa nhận.

Theo tính toán của riêng NASA, các sứ mệnh dài đến hành tinh đỏ có thể khiến các phi hành gia tiếp xúc với một liều bức xạ (1 Sievert - Sv). Mức này cao hơn ngưỡng chịu được của các cơ quan.

Đến khi đưa được người lên Hỏa tinh, rủi ro lớn nhất lại là bức xạ là trong khoảng thời gian du hành trên hành tinh này. Nếu sinh hoạt ở hành tinh đỏ một tháng, ảnh hưởng có thể không nghiêm trọng. Nhưng khi thời gian nâng lên 6 tháng hoặc một năm, các loài gặm nhấm dần có thay đổi. “Nhưng chúng tôi vẫn chưa biết rõ điều này có nghĩa thế nào với cơ thể người”, Nelson nói.

Tia vũ trụ di chuyển gần bằng tốc độ ánh sáng, phá hủy tế bào nào chỉ trong một phần triệu giây. Ảnh: James Vaughan.

Theo The Verge, có nhiều cách để bảo vệ phi hành gia khỏi bức xạ như che chắn. Nhưng đây cũng không phải điều đơn giản.“Theo lẽ thường tình, ai cũng nghĩ chỉ cần dùng chì che chắn xung quanh, dùng đồ lót làm bằng chì, họ sẽ an toàn”, Nelson nói. Nhưng cách làm này chỉ đúng với tia X và tia gamma, đặc biệt là khi bức xạ đến từ một hướng. Với các hạt tích điện đến từ mọi hướng, mọi chuyện lại không đơn giản như vậy.

“Đối với các hạt tích điện, chúng có thể vỡ thành từng mảnh. Những mảnh nhỏ hơn có khả năng xuyên tới sâu hơn những mảnh lớn. Vì vậy, đôi khi việc che chắn nhiều hơn lại làm vấn đề trầm trọng hơn”, Nelson cho biết.

Theo The Verge, NASA có giới hạn nghiêm ngặt về lượng bức xạ một phi hành gia có thể tiếp xúc trong toàn bộ sự nghiệp. “Chúng tôi phải đưa ra mức rủi ro ước tính cho các thành viên phi hành đoàn. Sau đó, họ phải quyết định. Họ có sẵn sàng đánh đổi để mang lại lợi ích nào đó - cho bản thân họ, cho NASA, cho công chúng không? Gia đình họ có đồng ý với điều đó không?”, Nelson nói.

Cho dù là ước mơ xây thành phố trên Hỏa tinh hay NASA thám hiểm hành tinh đỏ trong vài tháng để nghiên cứu về vũ trụ, chi phí phải bỏ ra rất đắt đỏ. Chi phí này không chỉ tiền bạc, thời gian mà còn là sức khỏe và mạng sống của các phi hành gia khi đối mặt với bức xạ vũ trụ.

Thúy Liên