Đường đến sao Hỏa không hề dễ dàng như chúng ta tưởng tượng. Ở Trái đất, nếu muốn đi từ một điểm này đến một điểm khác, chúng ta chỉ cần bay thẳng một đường nối giữa hai điểm này.
Tuy nhiên, những chuyến bay đi và đến giữa các thiên thể trong vũ trụ lại phức tạp hơn nhiều vì chúng là những mục tiêu di động. Điển hình như sao Hỏa, vì sự khác biệt trong quỹ đạo và chu kỳ quay nên đôi khi nó sẽ nằm cùng phía với Trái đất so với Mặt trời. Nhưng ở thời điểm khác, nó sẽ nằm đối diện với Trái đất và Mặt trời sẽ chen vào giữa.
//
Chính vì thế, chúng ta cần xây dựng một kế hoạch thật cẩn thận để chuyến du hành không gian lên sao Hỏa trở nên hiệu quả nhất.
Với tốc độ hiện tại của tàu vũ trụ, chúng ta sẽ có thể lên sao Hỏa sau 6 tháng tính từ thời điểm xuất phát từ Trái đất. Các nhà khoa học tính toán rằng, khi Mặt trời nằm giữa Trái đất và sao Hỏa thì đây là thời điểm thích hợp nhất để thực hiện chuyến du hành. Tuy nhiên, “thời khắc vàng” này lại chỉ xảy ra mỗi 26 tháng một lần.
Trong năm nay, Trái đất hiện đang cách sao Hỏa khoảng 0,5 đơn vị thiên văn (astronomical unit – AU). Tức xấp xỉ khoảng 46,5 triệu dặm. Đến năm 2018, do quỹ đạo quay của hai hành tinh nên khoảng cách này sẽ giảm xuống chỉ còn 0,38 AU. Đây là một khoảng cách vô cùng lý tưởng.
Nhưng đến lúc đó, NASA vẫn chưa thể nào chuẩn bị kịp kế hoạch và công nghệ để đưa con người lên sao Hỏa.
Tính toán cho thấy rằng, đến năm 2033, chúng ta sẽ cách sao Hỏa 0,42 AU. Và sau đó, vào năm 2035, chúng ta sẽ chỉ cách sao Hỏa 0.38 AU – tức khoảng 35 triệu dặm.
Khoảng cách ngắn lại sẽ làm rút ngắn thời gian của chuyến du hành và hạn chế lượng bức xạ vũ trụ mà các phi hành gia tiếp xúc phải. Chính vì vậy, năm 2033 hoặc năm 2035 mới là thời điểm thích hợp để NASA chính thức thực hiện kế hoạch đưa người lên sao Hỏa.
Với tầm nhìn đến thập niên 2030, hãng Boeing gần đây đã công bố một bản kế hoạch chi tiết để hỗ trợ NASA đưa người lên sao Hỏa chỉ trong vòng 6 bước.
Bước 1 và 2: Bay lên quỹ đạo Trái đất nhờ Hệ thống tên lửa phóng vũ trụ (Space Launch System – SLS) và tàu vũ trụ Orion.
Hệ thống tên lửa phóng vũ trụ SLS là một yếu tố vô cùng quan trọng trong sứ mệnh sao Hỏa của NASA. "Nếu muốn đưa con người đi đến mặt trăng hoặc những hành tinh xa hơn, chúng ta sẽ cần những tên lửa có lực đẩy rất mạnh”, Mike Raftery, Giám đốc phòng Thăm dò không gian của hãng Boeing nói.
Dưới sự chỉ đạo của NASA, hãng Boeing và các đối tác là Orbital ATK và Aerojet Rocketdyne đang hợp tác cùng xây dựng SLS.
Trong khi đó, đối thủ của Boeing là hãng Lockheed Martin hiện cũng đang nghiên cứu và chế tạo phi thuyền vũ trụ hình viên nang khổng lồ có tên là Orion có khả năng tái sử dụng nhiều lần. Orion có kích thước lớn đến mức phải sử dụng từ 5 đến 6 chiếc tên lửa SLS cùng một lúc.
Bước 3 và 4: Đi đến sao Hỏa nhờ Tàu kéo không gian Space Tug và Khoang hỗ trợ sự sống Habitat
Tên lửa đẩy siêu mạnh SLS và tàu vũ trụ khổng lồ Orion sẽ không mang chúng ta trực tiếp đến sao Hỏa. Chúng sẽ chỉ giúp vận chuyển con người từ mặt đất lên trạm vũ trụ đang hoạt động trên quỹ đạo không gian Trái đất. Orion hoạt động tương tự như những chuyến xe buýt đi và về theo những tuyến cố định trong không gian.
Tại trạm không gian, các phi hành gia sẽ được xếp vào những khoang hỗ trợ sự sống công nghệ cao có tên là Habitat. Nơi này sẽ tạo ra trọng lực như ở Trái đất, môi trường nhiều cây xanh và lớp vỏ khoang chuyên chống tia bức xạ. Habitat sẽ khiến cho bạn có cảm giác thoải mái như đang trải qua một chuyến du lịch kéo dài 6 tháng.
Habitat sẽ được kéo đi đến sao Hỏa bằng một phi thuyền vận hành bằng điện và ion có tên là Space Tug.
Bước 5: Hạ cánh lên sao Hỏa nhờ Mars Lander
Khi tiếp cận quỹ đạo của sao Hỏa, các phi hành gia sẽ rời Habitat và ngồi vào vào một thiết bị đặc thù nhằm hạ cánh lên bề mặt của sao Hỏa có tên là Mars Lander.
Mars Lander sẽ tách rời khỏi Habitat và bắt đầu tiến gần đến sao Hỏa nhờ tác dụng của trọng lực. Khi thâm nhập vào bầu khí quyển, thiết bị này sẽ tạo ra một lá chắn hơi để giảm ma sát và nhiệt độ cao.
Sau đó, nó sẽ khởi động tên lửa ở phần đuôi để dần dần giảm bớt vận tốc rơi và cuối cùng hạ cánh nhẹ nhàng lên mặt đất sao Hỏa.
Bước 6: Rời khỏi sao Hỏa nhờ Mars Launcher
Khi các phi hành gia muốn trở về Trái đất, họ quay trở về Mars Lander và chuyển đổi thiết bị này từ tính năng hạ cánh thành tính năng phóng đẩy. Khi đó Mars Lander sẽ trở thành Mars Launcher và giúp các phi hành gia bay lên được quỹ đạo sao Hỏa. Tại đây, họ sẽ trở về khoang hỗ trợ sự sống Habitat và dùng phi thuyền Space Tug kéo khoang quay về Trái đất.
Khi trở về quỹ đạo Trái đất, Space Tug và Habitat sẽ kết nối lại với Trạm không gian vũ trụ. Và cuối cùng, nhờ vào hệ thống tên lửa SLS và phi thuyền Orion, các phi hành gia sẽ trở về lại bề mặt Trái đất an toàn.
