Phát minh mới để giúp trồng cây trên sao Hỏa

Những phi hành gia đặt chân lên sao Hỏa trong tương lai có thể không thiếu rau xanh trong bữa ăn hàng ngày. Một phát minh mới là thảm “aerogel” (thảm keo khí) sẽ mô phỏng hiệu ứng nhà kính trên Trái Đất, giúp biến đổi bề mặt lạnh và khô trên hành tinh đỏ thành môi trường thích hợp cho canh tác, theo Guardian.

Thảm earogel chặn được tia UV độc hại

Hiệu ứng nhà kính giữ năng lượng từ ánh sáng Mặt trời ở lại Trái Đất nhờ vào CO2 và các loại khí khác trong tầng khí quyển. Thảm aerogel tạo ra một hiệu ứng tương tự, giúp sưởi ấm mặt đất canh tác và làm tan chảy lớp băng bề mặt đủ nhiều để cây lương thực sống được.

Loại “keo” được sử dụng cho những tấm thảm này có 97% được làm từ không khí. Phần còn lại là chất kết dính silica, hay silicon dioxide – thường gọi hơn là thạch anh, và là thành phần phổ biến nhất của cát.

Trong tương lai, con người có thể phát triển những ốc đảo đủ khả năng duy trì sự sống và trồng trọt trên sao Hỏa. Ảnh: NASA.

Những nhà khoa học tại Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc gia (NASA) cùng ĐH Edinburgh nhận thấy thảm earogel dày từ 2-3 cm có thể chặn được tia UV độc hại nhưng vẫn cho phép ánh sáng xuyên qua. Điều này đảm bảo quá trình quang hợp có thể diễn ra đồng thời duy trì một lượng nhiệt vừa đủ để làm tan chảy nước đóng băng trên bề mặt sao Hỏa.

“Nếu chúng ta muốn tạo ra môi trường sống bền vững trên hành tinh khác bằng những công nghệ hiện có, cách tiếp cận này rất hữu hiệu. Mô hình này có thể được điều chỉnh quy mô dễ dàng”,Robin Wordsworth, chuyên gia phát triển thảm aerogel tại Harvard, chia sẻ.

“Diện tích áp dụng có thể linh động từ vài trăm mét vuông đến một vùng rộng lớn trên hành tinh”, ông cho biết.

Không làm “ô nhiễm” môi trường sơ khai của sao Hỏa

Trong trường hợp nhân loại phải phát triển bên ngoài Trái Đất như dự báo của nhà khoa học Stephen Hawking, con người trong tương lai cần làm chủ được công nghệ trồng lương thực ở các thế giới mới.

Tuy nhiên, việc trồng trọt trên sao Hỏa sẽ không hề dễ dàng. Hành tinh này có bề mặt lạnh lẽo, khô cằn và nhiễm xạ. Lớp đất mặt có thể chứa nhiều chất hóa học độc hại. Trong khi đó, lớp khí quyển mỏng manh chứa quá ít khí nitơ.

Trong quá khứ, các nhà khoa học từng cân nhắc phương án “địa khai hóa”, cải tạo bầu khí quyển của toàn bộ hành tinh. Năm 1971, nhà thiên văn học người Mỹ Carl Sagan còn đề xuất làm tan chảy hoàn toàn băng đá ở cực bắc sao Hỏa để tạo ra đủ nước trong khí quyển hành tinh.

Thảm aerogel nằm trong nhóm những ý tưởng khiêm tốn hơn “địa khai hóa”. Phát minh này có thể không giải quyết được toàn bộ vấn đề về khí quyển sao Hỏa, nhưng đủ để tạo ra những ốc đảo có khả năng duy trì sự sống cho cây cối và những dạng sống sử dụng cơ chế quang hợp.

Robot thám hiểm Sao Hỏa Opportunity hạ cánh trên “hành tinh đỏ” vào năm 2004. Ảnh: NASA

Wordsworth nói ưu điểm của ý tưởng này là con người sẽ không làm “ô nhiễm” môi trường sơ khai của sao Hỏa với những dạng sống mới.

Công bố nghiên cứu trên tạp chí Nature, các nhà khoa học cho biết thảm aerogel nên được triển khai ở những khu vực có nhiều nước đóng băng trên sao Hỏa. “Điều này cho phép dạng sống quang hợp tồn tại mà không cần can thiệp quá sâu”, nhóm nghiên cứu khẳng định.

Theo Wordsworth, mục tiêu ngắn hạn của dự án là cho robot thăm dò thử nghiệm thảm aerogel trên một diện tích nhỏ ở hành tinh đỏ.

“Trong tương lai xa hơn, công nghệ này có thể hỗ trợ những sứ mệnh thám hiểm có phi hành gia. Mục tiêu cuối cùng là tạo ra một môi trường sinh sống có khả năng tự duy trì”, ông nói.

Một nghiên cứu tương tự về khả năng trồng trọt trên sao Hỏa cũng được thực hiện bởi tiến sĩ sinh thái học Wieger Wamekink tại Viện nghiên cứu Alterra ở Hà Lan. Wamelink đã gieo hạt của 14 loại thực vật trên những mẫu đất tương tự như đất sao Hỏa và so sánh kết quả thu được với nhóm cây tương tự được trồng tại khu đất ven bờ sông Rhine gần đó.

Kết quả thu về rất đáng ngạc nhiên khi cả 14 loại thực vật đều nảy mầm trong điều kiện đất sao Hỏa và một số mẫu còn phát triển mạnh hơn so với các cây trồng tại khu đất ven sông. Wamelink cũng nhận thấy rằng đất sao Hỏa giàu Ni tơ hơn và có khả năng giữ nước tốt hơn so với dự tính ban đầu của ông.

Wamelink cho biết điều ông cảm thấy thú vị nhất chính là ông đã bón phân cho các mẫu thực vật trên chỉ bằng 1 chiếc cọ. Cuối cùng ông cho biết rằng các loại cây nảy mầm và có thể sinh trưởng được trong thử nghiệm đã một lần nữa xác định rằng chúng ta hoàn toàn có thể thực hiện canh tác trên bề mặt sao Hỏa. Điều này càng mở ra triển vọng hoàn toàn mới cho việc có thể đưa con người lên sinh sống trên sao Hỏa với đầy đủ các điều kiện về thể chất và tinh thần cơ bản nhằm tồn tại lâu dài.

Tú Anh (T/h)