Trở lại Mặt Trăng


Hình minh họa của NASA trình bày hỏa tiễn Centaur và phi thuyền LCROSS trước khi được điều khiển đâm xuống mặt Trăng.


Phi hành gia Harisson Schmitt phi vụ Apollo-17 năm 1972 bên cạnh một tảng đá trên Mặt Trăng (Hình: NASA)


Sau 3 tháng trên quỹ đạo quanh Mặt Trăng, cuối tuần trước hai bộ phận của phi thuyền trị giá $79 triệu - hỏa tiễn đẩy Centaur và vệ tinh thám sát LCROSS đã được điều khiển cho đâm thẳng xuống một lòng chảo gần Nam cực của nguyệt cầu. Ðây là cuộc thí nghiệm với mục tiêu duy nhất là tìm ra nước hay băng còn dưới lòng đất.

Vụ “oanh kích Mặt Trăng” ly kỳ này của NASA đã được toàn thế giới chú ý theo dõi buổi sáng Thứ Sáu tuần trước, 9 Tháng Mười. Tuy nhiên hiện tượng xảy ra hình như không ngoạn mục như nhiều người chờ đợi, mấy trăm tấn bụi bốc lên cao 40 dặm không đủ tạo ra một hình ảnh ngoạn mục để thấy rõ với khoảng cách xa 237,000 dặm từ Trái Ðất. Kết quả có tìm thấy nước hay không cũng chưa thể biết ngay vì còn phải chờ đợi nhiều tuần lễ nghiên cứu hình ảnh và dữ kiện khoa học đã thâu nhận được.

Thật ra có tìm thấy nước thì với công chúng cũng chẳng có gì hấp dẫn, nhưng đây sẽ là một kết quả vô cùng quan trọng cho khoa học, cho ước mộng du hành không gian liên hành tinh và khởi đầu một giai đoạn mới để con người quay trở lại Mặt Trăng đã hầu như bị bỏ rơi từ gần 40 năm qua.

Tại sao nước trên Mặt Trăng lại có giá trị đến thế? Không phải để con người sinh sống, làm nông nghiệp hay kỹ nghệ trên Mặt Trăng, mà vì nước là hợp chất của hai nguyên tố oxygen và hydrogen có thể dùng làm nhiên liệu cho hỏa tiễn của các phi thuyền không gian. Nói cách khác, Mặt Trăng sẽ là một trạm cung cấp nhiên liệu cho các phi thuyền trên đường từ Mặt Ðất đi đến các hành tinh xa xôi.

Một phi thuyền chở theo người muốn đi thẳng từ Trái Ðất đến một hành tinh, chẳng hạn Hỏa Tinh, cần mang theo đủ nhiên liệu nghĩa là rất nặng lúc khởi hành và cần những hỏa tiễn rất lớn mạnh để phóng lên. Nếu lập một trạm tiếp vận trên Mặt Trăng và đem nhiên liệu từ Trái Ðất lên tồn trữ thì quá tốn kém. Trung bình để đưa 1 kg từ Trái Ðất lên Mặt Trăng phải tốn khoảng $33,000. Do đó giải pháp mà tất cả các cơ quan không gian như NASA đều trông đợi là lập những cơ sở điều chế nước thành nhiên liệu nếu có sẵn nước trên Mặt Trăng.

Mặt khác vì Mặt Trăng nhỏ hơn Trái Ðất nên sức hút chỉ bằng 1/6 trọng lực trên Trái Ðất và một phi thuyền khởi hành từ Mặt Trăng không cần sức đẩy mạnh như khởi hành từ Trái Ðất. Do đó ghé qua Mặt Trăng còn rút ngắn được thời gian và lộ trình so với quỹ đạo liên hành tinh của các phi thuyền hiện nay thường là vòng trở lại gần Trái Ðất một vài lần để nhờ sức hút của Trái Ðất làm tăng vận tốc.


Tinh cầu chết

Từ ngày có đèn điện, Mặt Trăng đã mất nhiều ảnh hưởng đến đời sống con người. Dưới ánh sáng đô thị người ta không còn đêm đêm nhìn lên trời đêm xem trăng tròn hay khuyết như đã từ nhiều ngàn năm xưa. Ít ai lưu ý là mình có bao nhiêu lần đã nhìn thấy trăng tròn, trong số khoảng 936 tuần trăng mà mỗi người trải qua suốt cuộc đời, tính theo tuổi thọ trung bình ngày nay.

Lên Mặt Trăng là ước mơ của nhân loại từ thượng cổ, nhưng những gì mường tượng mong chờ về nơi đây cũng dần dần thay đổi với thời gian. Từ lâu con người đã hiểu ra rằng trên đó không có cây đa và chú Cuội, không có sinh vật, không có lục địa và đại dương. Mặt Trăng chẳng có gì thơ mộng, chỉ là một vùng đất hoang vắng, u tịch, nóng như thiêu dưới ánh Mặt Trời (107 độ C) và lạnh cóng ban đêm (-153 độ C)

Tương tự như Trái Ðất, Mặt Trăng có hình 'ellipsoid', không hoàn toàn là một khối hình cầu mà hơi dẹp, đường kính trung bình 2,159 dặm bằng hơn Ễ Trái Ðất. Quỹ đạo của Mặt Trăng quanh Trái Ðất là một ellipse gần tròn, với đặc điểm là khi đi hết một vòng quỹ đạo thì Mặt Trăng cũng quay một vòng quanh trục nam bắc, do đó lúc nào cũng chỉ có phân nửa Mặt Trăng hướng về Trái Ðất và không bao giờ từ Trái Ðất nhìn thấy bề mặt bên kia.

Theo giả thuyết được chấp nhận hiện nay, Mặt Trăng được hình thành cách nay 4.5 tỷ năm do một thiên thạch lớn đụng Trái Ðất làm văng ra một mảnh, nơi có thể là Thái Bình Dương bây giờ. Buổi đầu, Mặt Trăng ở cách xa Trái Ðất 14,000 dặm và đến nay quỹ đạo của nó cách xa Trái Ðất trung bình 237,674 dặm, rất gần so với tầm cỡ vũ trụ cho nên đi tới Mặt Trăng là chuyện nằm trong khả năng của khoa học hiện nay.

Không có nước, không khí, gió mưa, không có hoạt động từ dưới lòng đất như địa chấn, núi lửa, mặt đất trên Mặt Trăng hầu như không có gì thay đổi trải qua hàng triệu năm, ngoại trừ trường hợp có thêm một thiên thạch nào rớt xuống. Dấu giầy của các phi hành gia chương trình Apollo như vậy được dự đoán sẽ còn nguyên vẹn ít nhất là 10 triệu năm nữa.

Ðặt chân lên Mặt Trăng

Chương trình thám hiểm không gian đã trở thành thực tế từ cuối thập niên 1970. Mặc dầu khởi đi từ ý nguyện và mục tiêu khoa học, sự tiến triển rất mau chóng phần nào là do cuộc “chạy đua không gian” trong giai đoạn Chiến Tranh Lạnh - một cuộc tranh đoạt tâm lý bằng nỗ lực giữa hai siêu cường Liên Xô và Hoa Kỳ muốn xác định trình độ kỹ thuật cũng như quân sự của mình.

Giai đoạn đầu của cuộc chạy đua lên không gian đánh dấu bằng những thành tích thứ nhất đều là của Liên Xô. Sputnik 1 là vệ tinh nhân tạo đầu tiên được đưa lên quỹ đạo Trái Ðất ngày 4 Tháng Mười, năm 1957. Phi hành gia Yuri Gagarin là người đầu tiên bay quanh Trái Ðất trên quỹ đạo ngày 12 Tháng Tư, năm 1961. Luna-2 đâm xuống Mặt Trăng ngày 14 Tháng Chín, năm 1959. Luna-3 chụp được hình bên kia Mặt Trăng ngày 7 Tháng Mười, năm 1959. Ngày 3 Tháng Hai, năm 1966, Luna-9 là phi thuyền không người lái đầu tiên đáp nhẹ nhàng và chuyển về những hình ảnh đất Mặt Trăng.

Hoa Kỳ đã chậm bước rất xa trong buổi đầu. 4 tháng sau Sputnik-1 và 3 tháng sau Sputnik-2 nặng 500 kg chở theo con chó Laika, Hoa Kỳ mới phóng được vệ tinh nhân tạo đầu tiên Explorer 1 nặng 13.97 kg (30.80 lb). Phi hành gia Hoa Kỳ đầu tiên bay trên quỹ đạo là John Glenn, gần một năm sau Yuri Gagarin và 3 tháng sau Gherman Titov của Liên Xô.

Nhưng cuối cùng thì Hoa Kỳ là nước đầu tiên và duy nhất cho đến nay đã đưa được người tới Mặt Trăng và trở về. Ngày 25 Tháng Năm, năm 1961, Tổng Thống John F. Kennedy nêu rõ ý chí và hạn kỳ thực hiện trong bài diễn văn đọc trước hai viện Quốc Hội: “...Tôi tin quốc gia này phải quyết tâm hoàn thành mục tiêu trước khi chấm dứt thập kỷ này, là đưa một người đặt chân lên Mặt Trăng và an toàn trở về Trái Ðất. Ðây là dự án quan trọng nhất trong giai đoạn hiện tại đối với nhân loại cũng như cho công cuộc thám hiểm vũ trụ tương lai.”

Tháng Mười Hai, năm 1968, 3 phi hành gia phi thuyền Apollo 8 là những người đầu tiên bay vòng quanh Mặt Trăng và nhìn thấy mặt bên kia mà loài người chưa bao giờ trong thấy. Ngày 20 Tháng Bảy, năm 1969, phi hành gia Neil Armstrong là người đặt bước chân đầu tiên xuống Mặt Trăng cùng với bạn đồng hành Edwin Aldrin, hoàn thành giấc mộng ngàn đời của nhân loại và cam kết của nước Mỹ mà Tổng Thống John Kennedy đã đưa ra.

Hoa Kỳ đã chi khoảng 100 tỷ dollars trong 15 năm của cuộc chạy đua không gian ấy mà nhiều người chỉ trích rằng quá hao tốn với những kết quả chẳng có lợi ích thực tế gì cho cuộc sống của nhân loại, ngoài yếu tố tâm lý và sự đóng góp cho tiến bộ khoa học kỹ thuật cùng triển vọng tương lai mở đường đi đến những tinh cầu xa lạ. Mặt Trăng không có kim loại hay đá quý, hầu hết loại đá chứa silic vô giá trị, không hứa hẹn có nguồn tài nguyên nào hữu dụng,

Vì vậy sau 6 phi vụ đổ bộ, chương trình Apollo chấm dứt với Apollo 17 cuối năm 1972 và hơn 40 năm sau đó Mặt Trăng gần như rơi vào quên lãng. NASA và các cơ quan không gian Âu Châu, Nhật Bản, Ấn Ðộ, Trung Quốc lâu lâu có đưa đến một vài phi thuyền tự động làm công tác nghiên cứu hoặc là nhằm thử nghiệm kỹ thuật của họ, nhưng không coi việc đưa người trở lại là một mục tiêu. Năm năm gần đây, Tổng Thống George W. Bush chấp thuận kế hoạch đưa người trở lại Mặt Trăng trước năm 2020 của NASA, kế hoạch được đẩy mạnh hay không sẽ tùy thuộc phần lớn vào việc tìm thấy nước. Trung Quốc và Ấn Ðộ cũng đã có dự án đưa người lên Mặt Trăng trong khi Nga, Âu Châu, Nhật Bản chú trọng tới việc dùng các phi thuyền tự đông.

Tìm nước

Theo các khoa học gia, những sao chổi và thiên thạch liên tục rơi xuống Mặt Trăng trong quá khứ hàng tỷ năm có thể đem đến một số nước và dưới tác động trực tiếp của ánh sáng Mặt Trời đã được phân hóa thành oxygen và hydrogen. Do hấp lực yếu của Mặt Trăng, dần dần những khí này đã thoát đi hết ra ngoài không gian. Tuy nhiên, nhờ trục quay của mặt Trăng có một góc lệch nhỏ - 1.5 độ - với mặt phẳng hoàng đạo (quỹ đạo quanh Mặt Trời), dưới đáy sâu một số các lòng chảo (hố tròn do thiên thạch rớt xuống) ở gần hai cực không bao giờ nhận được ánh sáng Mặt Trời và như thế nước vẫn còn có thể tồn tại một thời gian dài dưới dạng băng giá. Phi thuyền Clementine của NASA cho biết 14,000 km2 trên Mặt Trăng có khả năng phù hợp với những điều kiện như thế.

Cuối Tháng Chín vừa qua, phi thuyền Chandravaan-1 của Ấn Ðộ tìm ra dấu vết có một lượng nước đáng kể trên Mặt Trăng và một số nước đang được hình thành.

Ðể tìm ra dữ kiện cụ thể chắc chắn hơn, NASA đã tiến hành dự án phóng hai phi thuyền vào Mặt Trăng tuần trước. Dự án tốn kém $400 triệu triệu khởi sự hồi Tháng Sáu, với việc phóng vệ tinh thám sát lòng chảo trên Mặt Trăng LCROSS (Lunar Crater Observing and Sensing Satellite). Sau khi đã hoàn thành nhiều vòng bay quan sát quanh Mặt Trăng, hỏa tiễn đẩy Centaur và phi thuyền LCROSS trị giá $79 triệu được điều khiển lần lượt đâm xuống một lòng chảo mang tên Cabeus gần cực phía Nam, cách nhau 4 phút, với góc lao xuống 70 độ và vận tốc 1.25 mile một giây (5,616 mph).

Hỏa tiễn Centaur dài 41.6 feet đường kính 10 feet đã cháy hết nhiên liệu vẫn còn nặng 5,216 pounds, khi đánh xuống Mặt Trăng tạo nên sức va chạm mạnh bằng 1.3 tấn thuốc nổ TNT. Không có khói lửa vì Mặt Trăng không có khí quyển nhưng Centaur đào một hố sâu khoảng 13 feet rộng 65 feet và tung lên đám bụi 350 tấn bốc cao 40 miles. LCROSS bay ngang qua đám bụi để thâu thập dữ kiện chuyển về rồi sau đó đâm xuống Mặt Trăng cách xa mục tiêu thứ nhất 1.9 dặm. Hố sâu và bụi bốc lên ít hơn vì vệ tinh 6.6 x 10 feet chỉ nặng 1,300 pounds, lần này những dữ kiện được thâu nhận bởi các vệ tinh và viễn kính từ mặt đất.

Nếu có nước hay băng giá bay lên trong đám bụi thì ánh sáng Mặt Trời sẽ tác động vào các phân tử khí biến thành hydrogen ions (H+) và hydroxyl ions (OH-). NASA còn đang nghiên cứu những dữ kiện từ cuộc thí nghiệm để có thể đi đến kết luận và công bố trong ít tuần lễ tới.

Nếu có nước trên Mặt Trăng, sẽ không còn phải khó khăn tốn kém để chở từ Trái Ðất lên, như thế có thể lập các trạm nghiên cứu, có điều kiện sống cho người làm việc, sản xuất nhiên liệu hỏa tiễn cũng như khai thác các tài nguyên nào đó tìm thấy sau này. Và thời kỳ thứ hai của cuộc chinh phục Mặt Trăng sẽ biến nơi đây thành một trong những vùng có hoạt động của con người, không còn là một tinh cầu ngủ yên như nhiều tỷ năm trước nữa.

Hà Tường Cát
Theo Người Việt on line