Số phận các mẫu vật gửi lên phòng kiểm nghiệm không gian

Trong suốt 60 năm qua, vô số vật thể đã được phóng vào quỹ đạo Trái đất, hay xa hơn nữa. Có những thứ hoàn toàn không liên quan gì đến nghiên cứu khoa học, gửi đi với mục đích thuần túy mang tính biểu tượng hoặc chính trị.

Nhưng cũng có những vật thể mang theo nhiều mong ước của người Trái đất, trong đó có việc sinh sống ở một tinh cầu khác.

Lửa thử vàng, vũ trụ thử tài hạt giống

Ngày 11-7, Phó chủ tịch nước Võ Thị Ánh Xuân đã tiếp cô Amanda Nguyễn - người phụ nữ gốc Việt đầu tiên bay vào không gian - tại Hà Nội, và chứng kiến buổi bàn giao các hạt sen giống đã cùng cô vào vũ trụ trước đó 3 tháng. 

Đây là các hạt của giống sen Mặt bằng do Trung tâm Vũ trụ Việt Nam trao cho cô trước chuyến bay. Việc mang hạt sen lên không gian nhằm phục vụ nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường vũ trụ lên sự sinh trưởng của cây.

Hạt giống là một trong số những thứ được mang lên "trải nghiệm" môi trường không gian nhiều nhất. Và không chỉ có hạt cây trồng thông thường. 

Tối 23-6, một chiếc Falcon 9 của SpaceX rời bệ phóng Vandenberg, California (Mỹ), đưa trăm mẫu hạt giống, nấm, tảo và ADN người vào vùng quỹ đạo Trái đất tầm thấp rồi mang chúng trở lại, để các nhà khoa học nghiên cứu ảnh hưởng của môi trường vũ trụ lên hệ sinh học - một bước đi quan trọng để phục vụ mục tiêu trồng trọt trên các hành tinh khác trong tương lai.

Các mẫu sinh học được đặt trong buồng ươm sinh học MayaSat-1, do Viện Nghiên cứu Genoplant của Slovenia phát triển. Khi bay qua các vùng gần Bắc và Nam Cực, nơi tập trung nhiều hạt tích điện từ Mặt trời do ảnh hưởng của từ trường Trái đất, thiết bị sẽ hứng chịu lượng bức xạ cao gấp 100 lần so với Trạm Vũ trụ quốc tế (ISS). 

Toàn bộ nhiệm vụ kéo dài khoảng 3 giờ, sau đó khoang chứa MayaSat-1 sẽ rơi xuống Thái Bình Dương, trước khi được trục vớt và chuyển mẫu vật về châu Âu để bắt đầu quá trình nghiên cứu chính thức.

Nổi bật nhất trong chuyến hàng này là 150 hạt giống cần sa đến từ dự án Martian Grow của nhà nghiên cứu Božidar Radišič - Viện Nghiên cứu thiên nhiên Slovenia. Theo tạp chí Wired, Radišič không tìm kiếm cảm giác "phê" ngoài hành tinh (dĩ nhiên rồi) mà muốn xác định liệu cần sa có thể trở thành loài cây trồng không gian lý tưởng. 

Radišič cho rằng Cannabis Sativa L. (tên khoa học của cần sa) sở hữu nhiều phẩm chất khiến các nhà thực vật học phải ghen tị như lớn nhanh, chịu khắc nghiệt giỏi, đa dụng đến mức làm được cả thức ăn, thuốc, nhựa sinh học, vải vóc, thậm chí vật liệu xây dựng.

Gary Yates, nhà nghiên cứu thực vật, trưởng bộ phận trồng trọt công ty dược phẩm Hilltop Leaf chuyên về cần sa y tế (tại Scotland), cũng nhận định cần sa là một ứng viên hàng đầu cho canh tác ngoài hành tinh nhờ khả năng sống trong đất nghèo, cần ít nước và có thể khử độc kim loại nặng. Quan trọng hơn, cây cần sa đã quen với các loại tia UV và gamma, những yếu tố phổ biến trong không gian.

Tuy nhiên, lý do lớn nhất đằng sau chuyến bay này chính là nghiên cứu gene. Theo giáo sư D. Marshall Porterfield, chuyên gia về kỹ thuật sinh học và nông nghiệp tại Đại học Purdue (Mỹ), việc tiếp xúc với bức xạ không gian có thể khiến gene của sinh vật bị "bật - tắt" bất thường, tạo ra những đột biến mới có thể ổn định qua nhiều thế hệ.

Sau khi trở về, nhóm Radišič sẽ cùng Đại học Ljubljana (Slovenia) để nghiên cứu sự thay đổi di truyền ở thế hệ "hậu vũ trụ". Họ đặc biệt quan tâm đến "hồ sơ cannabinoid", bao gồm tỉ lệ phát triển của các hợp chất như THC, CBD cùng các chỉ số về quang hợp, hấp thu nước, cấu trúc rễ và phản ứng miễn dịch. Giai đoạn tiếp theo sẽ mô phỏng điều kiện sao Hỏa ngay trên Trái đất.

Các cố vấn của dự án, bao gồm giáo sư hóa học Lumír Ondřej Hanuš, Đại học Palacký (Cộng hòa Czech) và Đại học Do Thái Jerusalem (Israel), khẳng định đây là cơ hội hiếm có để khám phá các biến đổi sinh học độc đáo. Theo ông, nếu cần sa có thể sinh trưởng ngoài không gian, nó có thể trở thành "nhà máy sinh học" phục vụ định cư liên hành tinh.

Theo CEO Petra Knaus của công ty công nghệ sinh học Genoplant, mục tiêu trước mắt là phát triển các hệ thống khép kín, nơi cây có thể được trồng trong điều kiện kiểm soát trên quỹ đạo, trước khi tính đến chuyện gieo trồng trên bề mặt các hành tinh. Và dù trên Trái đất, cần sa vẫn còn là chủ đề gây tranh cãi, thì trong tương lai vũ trụ, loại cây này có thể trở thành một phần không thể thiếu của cuộc sống ngoài hành tinh.

Cũng theo Wired, Radišič không phải người đầu tiên từng thử nghiệm cần sa ngoài không gian. Năm 2019, một nhóm nghiên cứu từ Đại học Colorado Boulder (Mỹ) đã gửi mẫu mô thực vật cần sa lên ISS, nhưng đến nay chưa có công bố khoa học chính thức nào được phát hành. 

Điều đó càng khiến kỳ vọng vào chuyến bay cùng MayaSat-1 trở nên đáng chú ý hơn, đặc biệt khi lần đầu có phương pháp luận rõ ràng, thiết bị theo dõi hiện đại và kế hoạch nghiên cứu kéo dài nhiều năm sau khi mẫu trở về.

Thật không may, dù lên vũ trụ thành công, chuyến trở về của MayaSat-1 đã thất bại hoàn toàn. Theo ZME Science, chỉ vài phút trước khi chạm nước, tín hiệu liên lạc từ MayaSat-1 bị mất. Hệ thống dù không mở ra và buồng ươm sinh học này, vẫn đang di chuyển với vận tốc hàng ngàn km/h, đã lao thẳng xuống biển và vỡ nát. Kết quả thử nghiệm vì thế cũng tan tành.

Cũng tháng 6 vừa rồi, tiến sĩ Ravikumar Hosamani từ Đại học Khoa học nông nghiệp Dharwad và tiến sĩ Sudheer Siddapureddy từ Viện Công nghệ Dharwad gửi hạt đậu xanh (moong) và cỏ cà ri (methi) - hai nguyên liệu thân thuộc trong ẩm thực Ấn - lên ISS để nghiên cứu khả năng nảy mầm và biến đổi dinh dưỡng. Một chuyên gia Ấn Độ khác, phi hành gia Shubhanshu Shukla, sẽ trực tiếp thực hiện thí nghiệm trên ISS.

Sau khi được tưới nước, hạt giống sẽ nảy mầm trong vòng 2-4 ngày và được cấp đông lại để đưa về Trái đất. Mục tiêu là theo dõi tốc độ nảy mầm, đồng thời có thể phân tích biến đổi dinh dưỡng, hormone tăng trưởng và hoạt động của vi khuẩn cộng sinh trong điều kiện vi trọng lực. Hai loại hạt này được kỳ vọng có thể trở thành nguồn rau mầm bổ sung dinh dưỡng cho phi hành gia trong các sứ mệnh dài hạn, giảm phụ thuộc vào thực phẩm đóng gói.

Gửi được gì cứ gửi

Lịch sử cho mẫu vật Trái đất trải nghiệm môi trường vũ trụ còn nhiều cái tên bất ngờ khác, từ nghiên cứu nghiêm túc đến chuyện tưởng như đùa.

Theo tạp chí Nautilus, người ta từng gửi slime - một loại đồ chơi kết dính của trẻ con - do kênh Nickelodeon chuẩn bị để đưa lên ISS, qua đó quan sát cách chất lỏng phi Newton phản ứng trong môi trường không trọng lực. Hay chiếc Tesla Roadster cùng hình nộm Starman mà Elon Musk đưa lên quỹ đạo Mặt trời, không nhằm mục tiêu khoa học, mà để quảng bá cho khả năng tải trọng của tên lửa Falcon Heavy.

Năm 1991, tàu Columbia mang theo hơn 2.000 sứa con, để rồi chúng sinh sôi lên hơn 60.000 con trong vũ trụ. Nhưng khi trở lại Trái đất thì mất khả năng định hướng trong không gian, một hậu quả của việc lớn lên trong môi trường không có "trên" và "dưới". Cũng có những chuyến bay kiểm tra khả năng sống sót của tardigrade (gấu nước), một sinh vật tí hon sống sót trong chân không lẫn bức xạ. Kết quả chúng vẫn bình an vô sự.

Có những vật phẩm mang tính biểu tượng: tranh phác họa của nghệ sĩ Andy Warhol được gắn lén vào tàu Apollo 12; tro cốt của nhà khoa học Gene Shoemaker hay nhà sáng tạo ra series nổi tiếng Star Trek (Du hành giữa các vì sao) Gene Roddenberry; mảnh vải của máy bay Wright Flyer - một trong những chiếc máy bay đầu tiên của anh em Wright. Thậm chí còn có cả Lego đại diện thần Jupiter, hay một bài hát hip-hop của Missy Elliot được phát tới sao Kim, theo dữ liệu từ NASA.

"Không có một lý do tổng thể nào lý giải vì sao con người lại gửi đồ lên vũ trụ - nhà nghiên cứu độc lập kiêm nghệ sĩ Paul Quast, cựu nghiên cứu sinh Đại học Edinburgh (Scotland), chia sẻ trên Nautilus - Có vô vàn triết lý khác nhau, vô số khía cạnh của tâm lý con người góp phần vào quyết định ấy".

Quast đã và đang tự tay tổng hợp một danh sách riêng các vật phẩm văn hóa từng được phóng vào quỹ đạo, từ sóng radio, thông điệp quảng cáo cho đến những món hiện vật kỳ lạ. Và anh vẫn đang tiếp tục cập nhật danh sách ấy. "Có những thứ thực sự kỳ quặc và siêu tưởng" - Quast nói.

Một số vật thể đã bay vào không gian và bay về Trái đất để tăng giá trị, như xương khủng long. Theo nhà khảo cổ học không gian kiêm sử gia nghệ thuật Justin Walsh, Đại học Chapman, California (Mỹ), một chuyến ngao du ngoài không gian khiến nhiều đồ vật được tăng thêm giá trị, cả về mặt biểu tượng lẫn kinh tế. Những món đồ "đã bay" này giờ đây xuất hiện ngày càng nhiều tại các phiên đấu giá, thường là nơi lui tới của giới sưu tầm thượng lưu.

"Từ lâu, không gian được xem là điều gì đó xa lạ, nguy hiểm, vượt quá tầm với của phần lớn nhân loại. Nhưng một khi những vật thể từng bay vào vũ trụ trở nên phổ biến thì cả giá trị biểu tượng lẫn kinh tế của chúng sẽ dần mất đi" - Walsh nói.

Sẽ còn nhiều chuyến chở hàng lên vũ trụ trong tương lai, với mục đích chính trị, nghiên cứu khoa học, hay đơn giản là tiếp tục chuyển tải hy vọng của con người rằng một điều gì đó, hoặc ai đó ngoài kia sẽ tìm thấy chúng và hiểu được phần nào về chúng ta (thậm chí sẽ gửi lại một lời chào thân thiện, hay một món đồ mang tính biểu tượng của riêng họ). 

"Nhưng có lẽ, sâu xa hơn, chúng ta cũng mong muốn biến vũ trụ mênh mông ấy trở nên gần gũi và mang dáng dấp con người hơn, như một khu vườn sau nhà, thay vì một vực thẳm vô tận" - nhà báo khoa học Tom Metcalfe viết cho Nautilus.