Cùng chiêm ngưỡng mẫu thiết kế đoạt giải nhất cuộc thi thiết kế không gian sống trên sao Hỏa của NASA: Hài hòa, đầy đủ tiện nghi, và an toàn

Phạm Hải

Con người vẫn chưa thể đặt chân lên sao hỏa nhưng có lẽ viễn cảnh đó sẽ sớm trở thành hiện thực, và thậm chí chúng ta cũng nên nghĩ dần đến việc định cư trên sao Hỏa bởi có vẻ như NASA đã bắt đầu triển khai công tác chuẩn bị cho kế hoạch sinh tồn của con người trên hành tinh đỏ.

Cơ quan Hàng không Vũ trụ Hoa Kỳ mới đây đã chính thức công bố mẫu thiết kế đoạt giải nhất cuộc thi thiết kế không gian sống cho các nhà thám hiểm trên Sao Hỏa: 3D-Printed Habitat Challenge, do chính cơ quan này tổ chức, với số tiền thưởng lên tới 500.000 USD. Đó chính là dự án MARSHA (Mars Habitat) của đội AI SpaceFactory đến từ New York, đã xuất sắc vượt qua 60 đội thi khác để giành vị trí quán quân chung cuộc.

NASA mở miễn phí toàn bộ thư viện ảnh, video và âm thanh, bất kỳ ai cũng có thể xem

Mô hình MARSHA của AI SpaceFactory đoạt giải nhất 3D-Printed Habitat Challenge

Theo các chuyên gia của NASA, MARSHA được chọn bởi dự án này không những đã đáp ứng tốt mọi yêu cầu căn bản từ phía ban tổ chức như phải phù hợp để in 3D, đảm bảo các yêu cầu về vật liệu hỗn hợp, khả năng chống rò rỉ, độ bền và mức chống chịu trong điều kiện môi trường tại sao Hỏa, đồng thời cũng cần phải được chế tạo từ vật liệu tái chế cũng như các vật liệu có thể tìm thấy trong không gian như Mặt Trăng và sao Hỏa.… Mà còn chứa đựng những ưu điểm vượt trên cả sự mong đợi của các chuyên gia như thiết kế thông minh cho phép tối ưu hóa áp suất khí quyển và các áp lực không gian khác, cũng như giúp tối đa hóa diện tích sàn sử dụng, bảo đảm an toàn tuyệt đối cho các phi hành gia trước bức xạ, sử dụng ánh sáng sinh học để tái tạo kiểu ánh sáng như trên trái Đất, giúp dịu đi cảm giác căng thẳng và cô lập…

Mẫu trực thăng “sao Hỏa” của NASA gần như đã sẵn sàng cho chuyến hành trình chinh phục Hành tinh Đỏ

Máy in 3D đang hoàn thiện những công đoạn cuối cùng

Toàn bộ dự án MARSHA được in 3D bằng robot trong vòng 30 giờ, với sự theo dõi chặt chẽ của ban giám khảo trong từng công đoạn.

Ngoài việc được xây dựng mà gần như không có sự trợ giúp của con người, AI Spacefactory còn được trao giải nhất cho hạng mục vật liệu chế tạo tốt nhất với hỗn hợp bazan biopolymer - một loại vật liệu sở hữu khả năng phân hủy sinh học, có thể tái chế và đồng thời có nguồn gốc từ các vật liệu tự nhiên tìm thấy được trên hành tinh đỏ - đáp ứng hoàn hảo mọi tiêu chí chương trình Các thách thức trăm năm của NASA.

Hỗn hợp bazan biopolymer

Sau một loạt các thử nghiệm về khả năng chống chịu trước áp lực, khói và va chạm, loại vật liệu dùng để xây dựng MARSHA được đánh giá là mạnh mẽ và bền hơn so với tất cả sản phẩm của các đội thi khác, đồng thời có kết cấu vững hơn cả những loại bê tông tốt nhất tại trái đất hiện nay. “Nó rất nhẹ, nhưng vô cùng cứng cáp và bền bỉ không thua kém gì loại vật liệu được sử dụng để chế tạo vỏ tàu vũ trụ không gian. Đây là những yếu tố căn bản cực kỳ quan trọng đối với bất cứ loại vật liệu nào nếu muốn tồn tại được trong môi trường khắc nghiệt của sao Hỏa”, các chuyên gia NASA nhận định.

Cùng chiêm ngưỡng 10 bức ảnh vô giá được chụp kính bởi viễn vọng Spitzer của NASA

Loại vật liệu dùng để xây dựng MARSHA được đánh giá là mạnh mẽ và bền

Đồng thời, kiểu thiết kế của MARSHA cũng tỏ ra đặc biệt ưu việt cho các hoạt động nghiên cứu và sinh tồn trong không gian sao Hỏa. AI SpaceFactory đã xây dựng các ngôi nhà trông giống những chiếc tổ ong nhưng thẳng đứng. Thay vì chống chịu trọng lực và gió thì MARSHA được thiết kế để đối mặt với áp suất khí quyển và các loại lực nén tác động lên cấu trúc.

"Thiết kế của họ nhẹ nhưng rất cứng cáp. Đây là những đặc tính rất cần thiết đối với các dạng không gian sống trong không gian. Đồng thời giúp tối ưu hóa khả năng chống chịu áp suất khí quyển và nhiều áp lực không gian khác, cũng như tối đa hóa diện tích mặt sàn sử dụng", Giáo sư Lex Akers, trưởng khoa kỹ thuật và công nghệ thuộc trường đại học Bradley, nhận xét.

Lời đồn tốc độ Internet của NASA đạt mức 91 Gb/s, download phim chỉ trong 1 giây có phải là sự thật?

Mô phỏng MARSHA khi được xây dựng trên sao Hỏa

Nhờ có thiết kế tối ưu cho việc xây dựng, sẽ chỉ mất khoảng 30 giờ là đã có thể in 3D xong kết cấu ngôi nhà. Ngôi nhà sẽ được chia thành 4 tầng, với một ga-ra chứa các thiết bị, máy móc thám hiểm ở tầng trệt, phòng thí nghiệm và nhà bếp trung tâm nằm ở tầng 2, buồng ngủ cá nhân và ao thủy canh ở tầng 3, và cuối cùng một phòng sinh hoạt, giải trí chung trên tầng 4. Có thể nói viễn cảnh về một “khách sạn 3 sao” được dựng lên trên sao Hỏa sẽ không còn là nhiệm vụ bất khả thi nữa.

Nhà bếp và phòng thí nghiệm chung ở tầng 2

Theo giải thích của AI SpaceFactory, phong cách bố trí không gian sống như vậy sẽ giúp thúc đẩy tính di động và ngăn ngừa sự đơn điệu. Các “cư dân đầu tiên trên sao Hỏa” khi sống trong MARSHA sẽ phải di chuyển nhiều hơn, cũng như tương tác với nhau thường xuyên hơn, từ đó giúp giảm bớt trạng thái tâm lý căng thẳng, cô lập dễ mắc phải khi con người ta phải thích nghi với một trường sống hoàn toàn khác biệt.

Mời chiêm ngưỡng đoạn video 8K đầu tiên được quay ngoài không gian

Không gian buồng ngủ riêng tư ở tầng 3

Mỗi tầng của căn nhà sẽ có ít nhất một cửa sổ cố định, được đặt theo các hướng đối xứng nhau, cho phép các phi hành gia có thể quan sát 360 độ toàn cảnh ra bên ngoài, cũng như tận dụng được tối đa ánh sáng tự nhiên trong khi không phải tiếp xúc với bức xạ có hại. Kiểu thiết kế này giúp tạo kiểu ánh sáng như trên trái Đất, từ đó mang lại cho các phi hành gia cảm giác thân thuộc hơn. Bên cạnh đó, cũng sẽ có những chiếc cầu thang vòng cung nhẹ nhàng nối từ tầng này sang tầng khác, tăng thêm khoảng không sinh hoạt cho cuộc sống hàng ngày, đồng thời cho phép di chuyển linh hoạt đến các khu vực khác nhau khi cần thiết.

Hệ thống cầu thang cho phép di chuyển lên các khu vực một cách linh hoạt hơn

Sáng kiến "Hành trình tới sao Hỏa" vào năm 2010, với mục đích đưa con người vào quỹ đạo quanh sao Hỏa vào đầu những năm 2030. Cho đến gần đây, NASA đã ít nhiều đi đúng hướng.

Cuộc thi thiết kế không gian sống cho các nhà thám hiểm trên Sao Hỏa 3D-Printed Habitat Challenge được NASA tổ chức cùng với sự giúp đỡ của Đại học Bradley tại Peoria, Illinois, và đây cũng là nơi vòng thi cuối diễn ra. Ở thử thách On-Site Habitat Competition thì các đội được yêu cầu phải sử dụng máy in tự động để tạo ra một mô hình tỉ lệ 1/3 và phải đáp ứng được hàng loạt những yêu cầu về vật liệu cũng như kết cấu mà NASA đưa ra.

NASA tung ứng dụng giúp người dùng chụp ảnh selfie ngoài vũ trụ, mời trải nghiệm

Nhóm nghiên cứu AI Spacefactory sau khi chiến thắng tại 3D-Printed Habitat Challenge

Hiện NASA đang ấp ủ kế hoạch đưa con người vào quỹ đạo sao Hỏa vào đầu những năm 2030 và những cuộc thi như 3D-Printed Habitat Challenge cho thấy rằng các nhà khoa học dường như đang đi đúng hướng.

Về phía AI SpaceFactory, sau khi giành chiến thắng với số tiền thưởng lên tới 500.000 USD, hộ đã có kế hoạch thiết kế và xây dựng TERA - một không gian cư trú xanh nằm ở ngoại ô thành phố New York. TERA sẽ được xây dựng dựa trên thiết kế của MARSHA.