Mất bao lâu để đi bộ vòng quanh Mặt Trăng?

Đã có 12 người đặt chân lên Mặt Trăng trong sứ mệnh Apollo từ 1969-1972. Những đoạn phim tư liệu cho thấy việc đi lại – chính xác hơn là bật nhảy – trên hành tinh có trọng lực chỉ bằng 1/6 lực hấp dẫn của Trái Đất khá thú vị.

Tuy nhiên, nghiên cứu của Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) cho thấy con người có thể di chuyển trên Mặt Trăng với tốc độ nhanh hơn so với phi hành gia trên tàu Apollo. Về lý thuyết, thời gian để đi bộ một vòng quanh Mặt Trăng ngắn hơn so với ước tính trước đây.

Trong sứ mệnh Apollo, các phi hành gia “bật nhảy” trên Mặt Trăng với tốc độ khoảng 2,2 km/h. Theo NASA, tốc độ này khá chậm do bộ đồ phi hành gia cồng kềnh, chứa áp suất. Nếu mặc trang phục thoải mái hơn, việc di chuyển sẽ dễ dàng và có thể đạt tốc độ tối đa.

Con người có thể đi bộ trên Mặt Trăng với tốc độ nhanh hơn phi hành gia trong sứ mệnh Apollo. Ảnh: Shutterstock.

Tốc độ đi bộ tối đa trên Mặt Trăng

Một nghiên cứu của NASA năm 2014, đăng trên Tạp chí Sinh học Thực nghiệm (Journal of Experimental Biology) đã kiểm tra tốc độ đi bộ và chạy của con người trong môi trường mô phỏng lực hấp dẫn của Mặt Trăng.

Theo Live Science, nhóm nghiên cứu đã mời 8 người (gồm 3 phi hành gia) sử dụng máy chạy bộ trên máy bay phản lực DC-9. Máy bay được điều khiển bay theo quỹ đạo hình parabol đặc biệt, mô phỏng lực hấp dẫn trên Mặt Trăng trong tối đa 20 giây.

Kết quả thử nghiệm cho thấy người tham gia có thể đi bộ với tốc độ lên đến 5 km/h trước khi chạy. Không chỉ gấp đôi tốc độ của phi hành gia Apollo, con số trên gần bằng tốc độ đi bộ tối đa trung bình của con người trên Trái Đất (7,2 km/h).

Tốc độ trên đạt được do người tham gia có thể vừa đi vừa vung tay. Động tác này tạo ra lực hướng xuống, bù cho lực hấp dẫn bị thiếu. Một trong những lý do khiến phi hành gia trên Mặt Trăng di chuyển chậm là không thể vung tay do bộ đồ chật.

Dấu chân của phi hành gia Neil Armstrong trên Mặt Trăng. Ảnh: NASA.

Nếu áp dụng tốc độ tối đa như trên (5 km/h), sẽ mất khoảng 91 ngày để đi bộ quanh chu vi 10.921 km của Mặt Trăng. Trong khi đó, cần 334 ngày để đi liên tục hết một vòng chu vi Trái Đất (40.075 km). Tất nhiên, điều đó không thể xảy ra vì Trái Đất có đại dương.

Yếu tố tương tự cũng được áp dụng trên Mặt Trăng. 91 ngày chỉ là con số trong điều kiện lý tưởng. Trên thực tế, thời gian để đi bộ quanh một vòng Mặt Trăng sẽ dài hơn.

Xác định lộ trình và những yếu tố ảnh hưởng

Aidan Cowley, cố vấn khoa học Cơ quan Vũ trụ châu Âu cho rằng đi bộ quanh Mặt Trăng là nhiệm vụ có thể thực hiện, nhưng “quá kỳ lạ để được hỗ trợ”. Theo ông, một trong những thách thức lớn nhất là nguồn tiếp tế như nước, thực phẩm và oxy.

“Tôi không nghĩ bạn sẽ bỏ chúng vào balo bởi khối lượng rất lớn, ngay cả khi ở môi trường có trọng lực bằng 1/6 (so với Trái Đất)”, Cowley cho biết chúng ta cần một phương tiện hỗ trợ, cũng là nơi trú ẩn.

“Nhiều cơ quan đang xem xét ý tưởng xe thăm dò điều áp (pressurized rover), hỗ trợ phi hành gia trong các nhiệm vụ thám hiểm. Chúng giống những căn cứ di động, dùng để trữ đồ tiếp tế và ngủ vào ban đêm”, Cowley nói.

Nhà thám hiểm cũng cần bộ đồ tối ưu cho việc di chuyển. Trang phục phi hành gia hiện tại chưa được thiết kế cho các hoạt động mạnh, song một số cơ quan đang phát triển bộ quần áo vừa vặn hơn, cho phép người mặc thoải mái vung tay khi đi bộ trên Mặt Trăng.

Nhà khoa học, phi hành gia Harrison H. Schmitt đang di chuyển trên Mặt Trăng, trong nhiệm vụ Apollo 17 năm 1972. Ảnh: NASA.

Địa hình hiểm trở trên Mặt Trăng gây khó khăn cho việc tìm tuyến đường phù hợp, đặc biệt là những hố thiên thạch sâu hàng km. Ánh sáng và nhiệt độ cũng là 2 yếu tố cần lưu ý.

“Tại đường xích đạo (của Mặt Trăng), vào ban ngày nhiệt độ lên khoảng 100 độ C. Đến ban đêm, nó giảm xuống -180 độ C”, Cowley cho biết.

Chu kỳ Mặt Trăng khiến một số ngày có rất ít, hoặc không có ánh sáng Mặt Trời. Do đó, ít nhất một nửa hành trình sẽ diễn ra trong bóng tối. Vấn đề nhiệt độ có thể giải quyết bằng xe thám hiểm và quần áo, nhưng nó cũng làm thay đổi trạng thái regolith – loại đất xám mịn bao phủ lớp nền của Mặt Trăng – khiến tốc độ di chuyển bị ảnh hưởng.

Bức xạ Mặt Trời là vấn đề quan trọng. Khác với Trái Đất, Mặt Trăng không có từ trường làm lệch hướng bức xạ. “Nếu Mặt Trời phát ra ngọn lửa (solar flare) hoặc giải phóng vật chất cực quang (CME), trạng thái của bạn sẽ rất tệ nếu cơ thể bị ảnh hưởng bởi bức xạ cao của Mặt Trời”, Cowley cho biết.

Chu vi Mặt Trăng là 10.921 km. Ảnh: NASA.

Yếu tố cuối cùng của nhiệm vụ liên quan đến thể lực. Người tham gia cần tập luyện lâu dài trong điều kiện trọng lực thấp, để tim mạch và cơ bắp thích nghi.

Ngay cả khi mọi thứ lý tưởng, một người cũng chỉ có thể đi bộ với tốc độ tối đa trong 3-4 giờ/ngày. Nếu duy trì tốc độ 5 km/h trong 4 giờ/ngày, bạn sẽ mất 547 ngày (gần 1,5 năm) để đi bộ vòng quanh chu vi Mặt Trăng, trong điều kiện đường đi không có miệng núi lửa, không bị ảnh hưởng bởi thay đổi nhiệt độ hay bức xạ Mặt Trời.

Cowley cho rằng con người sẽ không có công nghệ hoặc thiết bị cho nhiệm vụ trên, ít nhất là đến thập niên 2030 hay 2040.

“Sẽ không một cơ quan nào hỗ trợ các nhiệm vụ kiểu này. Nhưng nếu tỷ phú điên rồ nào đó muốn thử, họ sẽ bắt tay mà thôi”, Cowley nói.