Vì sao cực nam Mặt Trăng lại là đích đến hấp dẫn?

Ngày 23/8, sứ mệnh Chandrayaan-3 của Ấn Độ đã hạ cánh thành công một tàu đổ bộ xuống gần cực nam của Mặt Trăng.

Sứ mệnh của Tổ chức Nghiên cứu Vũ trụ Ấn Độ (IRSO) không chỉ đưa quốc gia này vào lịch sử với tư cách là nước thứ 4 hạ cánh thành công lên Mặt Trăng, mà còn mở ra một kỷ nguyên khám phá mới của nhân loại.

Năm 2025, cực nam của Mặt Trăng sẽ là một phần của sứ mệnh Artemis-3, khi NASA có kế hoạch đưa con người đặt chân lên mặt trăng lần đầu tiên sau 50 năm.

Trước đó, tàu thăm dò vùng cực Volatiles Investigating Polar (VIPER) của NASA cũng dự kiến sẽ khám phá cực nam vào năm 2024 trong sứ mệnh kéo dài 100 ngày. 

Trung Quốc, với ngành công nghiệp vũ trụ đang bùng nổ, cũng không bỏ lỡ cơ hội này. Cơ quan Vũ trụ Trung Quốc có kế hoạch triển khai sứ mệnh Chang'e-7  tới khu vực này vào năm 2026 cùng với một tàu thám hiểm Mặt Trăng mới.

"Kho báu" quý giá nhất của Mặt Trăng

Sự quan tâm đặc biệt đến cực nam Mặt Trăng chủ yếu là bởi các nhà khoa học cho rằng khu vực này chứa rất nhiều nước ở dạng băng lỏng.

Như chúng ta đã biết, chỉ những đỉnh núi cao mới được Mặt Trời chiếu sáng tại cực nam của Mặt Trăng, do ảnh hưởng từ độ nghiêng và quỹ đạo của nó. Điều này sinh ra nhiều khu vực trũng, thấp hơn bị che phủ vĩnh viễn trong bóng tối và được gọi theo đúng nghĩa đen là các vùng bị che khuất (PSR).

Theo các dữ liệu đo được trên Mặt Trăng, nhiệt độ ở PSR có thể giảm xuống thấp tới -250 độ C, tức lạnh hơn cả một số hành tinh như Sao Diêm Vương. Nhiệt độ thấp biến đây trở thành nơi lý tưởng để duy trì băng đá, khi bất kỳ phân tử nước nào đi vào đều ngay lập tức bị đóng băng.

Quá trình đó dẫn đến sự phát triển của các "túi nước" tại cực nam của Mặt Trăng, chỉ chờ được khai phá.

Nước đóng vai trò rất cần thiết cho sự sống, nhưng nó cũng có những công dụng khác. Tiêu biểu là nước có thể hoạt động như chất làm mát cho thiết bị, và thậm chí cung cấp nhiên liệu cho tên lửa.

Điều này khiến nước trên Mặt Trăng trở thành tiền đề cho các dự án khám phá không gian xa hơn, vì nhiều khả năng, Mặt Trăng sẽ đóng vai trò là "trạm trung chuyển" hiệu quả cho các sứ mệnh trong tương lai.

Nói cách khác, nếu các cơ quan vũ trụ bắt đầu nghĩ đến tính bền vững trong hành trình không gian, thì họ rất cần một nguồn nước có thể khai thác tại chỗ. Và không đâu tốt hơn Mặt Trăng.

Ngoài ra, nước trên Mặt Trăng cũng mang đến giá trị khoa học thuần túy.

Nó có thể được sử dụng như một bản ghi chép về hoạt động địa chất trên Mặt Trăng, chẳng hạn như núi lửa, động đất... giúp chúng ta có cái nhìn rõ hơn về chặng đường phát triển của nó.

Theo ước tính của Hiệp hội Hành tinh, hai cực Mặt Trăng chứa hơn 600 triệu tấn nước đá. Lượng nước này đủ để lấp đầy khoảng 240.000 bể bơi cỡ Olympic.

Vì sao chúng ta chưa hạ cánh xuống cực nam Mặt Trăng trước đây?

Chandrayaan-3 là tàu đổ bộ đầu tiên của nhân loại hạ cánh được xuống cực nam của Mặt Trăng. Đó là bởi việc hạ cánh gần cực nam của Mặt Trăng không phải là điều dễ dàng.

Chúng ta được biết hầu hết các phương tiện hạ cánh Mặt Trăng đều dựa vào camera để thiết lập hành trình, bao gồm cách tiếp cận và điểm hạ cánh cuối cùng trên bề mặt.

Điều này nhằm đảm bảo giúp tàu vũ trụ tránh được các chướng ngại vật và mối nguy hiểm như đá cuội hay miệng núi lửa. Tuy nhiên, cực nam của Mặt Trăng lại là nơi không thể quan sát thấy từ Trái Đất, do nó nằm ở "nửa tối".

Vì vậy, khâu thiết lập vị trí hạ cánh sẽ gặp vấn đề, vì chúng ta đơn giản là không thể biết tàu sẽ hạ xuống đâu. Ngoài ra, việc chuyển tiếp các thông điệp đến và đi từ bộ phận điều khiển nhiệm vụ trong các vùng tối là một thách thức đáng kể.

Sứ mệnh Chandrayaan-3 đã khắc phục nhược điểm này khi liên tục chụp ảnh bề mặt Mặt Trăng, rồi gửi xuống trạm quan sát ở Trái Đất. Từ đó, các nhà khoa học lựa chọn vị trí hạ cánh thích hợp, thay vì lên kế hoạch từ trước.

Tuy nhiên, ngay cả khi áp dụng phương thức này, việc hạ cánh lên cực nam vẫn luôn tiềm ẩn rủi ro, đến từ độ dốc, địa hình hiểm trở, gồ ghề, nhiều miệng núi lửa...

Tàu hạ cánh trên cực nam phải có khả năng chịu được nhiệt độ cực kỳ khắc nghiệt, cũng như phương án bổ sung năng lượng do thiếu ánh sáng Mặt Trời.

Để vẽ nên bức tranh về những rủi ro này, chúng ta có thể nhìn vào tai nạn của tàu vũ trụ Luna-25, khi nó đâm vào bề mặt Mặt Trăng trong quá trình chuẩn bị hạ cánh.

Điều đó nhấn mạnh rằng việc hạ cánh trên Mặt Trăng luôn là điều không hề dễ dàng.