Tham vọng xây hầm chống tận thế trên Mặt trăng

Tại Hội nghị Hàng không Vũ trụ Quốc tế (IEEE) diễn ra vào tháng 3/2021, nhóm nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Thám hiểm Robot trên Mặt đất và Không gian (SpaceTREx) thuộc Đại học Arizona (Mỹ) đã trình bày kế hoạch xây dựng hầm chống tận thế [hay ngân hàng gene] để lưu trữ vật liệu di truyền của tất cả 6,7 triệu loài đã biết của thực vật, động vật và nấm trên Trái đất.

Các nhà khoa học tin rằng nỗ lực này có thể bảo vệ động vật hoang dã trên hành tinh của chúng ta trước các kịch bản tận thế do con người và tự nhiên gây ra, chẳng hạn như vụ phun trào siêu núi lửa, chiến tranh hạt nhân, Trái đất va chạm với tiểu hành tinh, đại dịch toàn cầu, gia tăng biến đổi khí hậu, bão Mặt trời,...

“Con người và thiên nhiên có một mối liên hệ rất chặt chẽ. Chúng ta có trách nhiệm phải bảo vệ đa dạng sinh học và tạo ra các phương tiện cần thiết để thực hiện điều này”, Jekan Thanga, người đứng đầu SpaceTREx, phát biểu tại Hội nghị IEEE. “Mặc dù con người chưa có tất cả các công nghệ cần thiết ở thời điểm hiện tại, nhưng hầm chống tận thế trên Mặt trăng có thể được xây dựng trên thực tế trong vòng 30 năm tới”.

“Môi trường và nền văn minh của con người trên Trái đất rất mong manh. Có rất nhiều thảm họa tồi tệ có thể xảy ra”, Thanga nói. “Việc xây dựng hầm chống tận thế trên Mặt trăng giống như việc sao chép ảnh và tài liệu từ máy tính của bạn vào một ổ cứng riêng biệt, vì vậy bạn có một bản sao lưu nếu bất kỳ sự cố nào xảy ra”.

Ý tưởng xây dựng hầm chống tận thế để bảo tồn đa dạng sinh học không phải là mới. Hiện nay, Hầm chứa Hạt giống Toàn cầu Svalbard (SGSV) nằm sâu bên dưới lớp băng vĩnh cửu tại Na Uy đang là cơ sở lưu trữ và bảo vệ các loại hạt giống trên khắp thế giới. Tuy nhiên, căn hầm SGSV vẫn có nguy cơ bị phá hủy do mực nước biển dâng cao hoặc vụ va chạm với một tiểu hành tinh.

“Bằng cách lưu trữ thông tin di truyền ở một nơi khác trong hệ Mặt trời, chúng ta mới có thể đảm bảo rằng căn hầm bảo tồn mẫu gene của các loài sinh vật tồn tại trước bất kỳ mối đe dọa nào đối với Trái đất”, Thanga nói.

Mặt trăng là sự lựa chọn lý tưởng cho một hầm chống tận thế ngoài Trái đất vì một lý do chính: hành trình tới Mặt trăng chỉ mất bốn ngày. Điều này khiến quá trình vận chuyển các mẫu sinh vật dễ dàng hơn nhiều so với việc đưa chúng lên sao Hỏa.

Một lợi ích khác của việc xây dựng hầm chứa trên Mặt trăng là nó có thể được cất giấu an toàn trong các ống dung nham. Đây là những hang động và đường hầm nằm sâu bên dưới bề mặt của Mặt trăng, hình thành trong thời kỳ sơ khai của Mặt trăng cách đây hơn 3 tỷ năm và chúng vẫn còn nguyên vẹn kể từ đó. Các ống dung nham sẽ bảo vệ hầm chứa tránh khỏi các cuộc tấn công của thiên thạch và bức xạ vũ trụ gây hại cho DNA. Ống dung nham cũng được cho là nơi tuyệt vời để con người xây dựng các thành phố trên Mặt trăng trong tương lai.

“Trên mặt trăng có khoảng 200 ống dung nham phù hợp để làm nơi xây hầm chống tận thế”, Thanga nhận định. “Chúng ta có thể lập bản đồ các ống này nhờ những robot tự động đặc biệt. Chúng trông giống những quả cầu lớn, có khả năng nhảy xung quanh trong vùng trọng lực thấp của Mặt trăng. Chúng sẽ lập bản đồ các ống dùng nham bằng cách sử dụng máy ảnh và LIDAR – một phương pháp viễn thám dùng tia laser để đo khoảng cách. Khi robot xác định được ống dung nham phù hợp thì giai đoạn xây dựng có thể bắt đầu”.

Hầm chứa gồm hai cơ sở chính, cả ở phía trên và bên dưới mặt đất. Con người sẽ bảo quản mẫu gene bằng các module lưu trữ đông lạnh nằm bên trong các ống dung nham được kết nối với bề mặt bằng thang máy. Trên bề mặt là cơ sở liên lạc và các tấm pin Mặt trời cung cấp năng lượng.

Việc xây dựng hầm chứa sẽ là một thách thức lớn về mặt hậu cần. Tuy nhiên, các sứ mệnh khám phá Mặt trăng sắp tới của Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) và Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) sẽ đặt nền móng cho các dự án xây dựng tương tự. “Theo ước tính ban đầu, quá trình vận chuyển các mẫu vật lên Mặt trăng cần ít nhất 250 tên lửa [giả định mỗi loài có khoảng 50 mẫu vật]. Dự án sẽ tiêu tốn hàng trăm tỷ USD”, Thanga nói.

Ngoài ra, chúng ta cần phải phát triển những công nghệ mới nếu muốn xây dựng hầm chống tận thế trên Mặt trăng. Các mẫu vật được bảo quản đông lạnh ở nhiệt độ cực thấp, từ âm 180°C đến âm 196°C. Điều này nghĩa là con người không thể tự sắp xếp và lấy mẫu trực tiếp từ các module lưu trữ đông lạnh, thay vào đó phải dùng đến robot.

Nhưng ở nhiệt độ thấp như vậy, các robot sẽ bị đông cứng và dính chặt xuống sàn thông qua hiện tượng hàn nguội (cold welding) – các kim loại hợp nhất với nhau dưới nhiệt độ đóng băng. Giải pháp khả thi trong tương lai có thể là đệm tượng tử [sử dụng vật liệu siêu dẫn để cố định các vật thể trong từ trường], giúp robot di chuyển bằng cách bay lơ lửng trên một nam châm mạnh.

“Công nghệ đệm lượng tử cho đến nay chưa trở thành hiện thực, nhưng nó là yếu tố rất cần thiết nếu con người muốn thực hiện các chuyến du hành vũ trụ đường dài trong tương lai. Vì vậy, việc ai đó tìm ra cách thực hiện chỉ là vấn đề thời gian”, Thanga nhận định.

Thanga cho rằng, các công nghệ hiện đại như đệm lượng tử sẽ trở nên khả thi trong khoảng ba thập kỷ tới. Nhưng nếu con người đang phải đối mặt với một tình huống ảnh hưởng đến sự tồn vong của nhân loại thì dự án có thể được triển khai nhanh hơn nhiều. “Nếu dự án đòi hỏi sự khẩn cấp và có sự tham gia đông đảo của các nhà khoa học, tôi nghĩ rằng nó có thể hoàn thành trong vòng từ 10 đến 15 năm tới”, Thanga nói.