Giữa một thế giới lạnh giá và khô cằn trên Sao Hỏa cách Trái Đất hàng trăm triệu kilomet (với khoảng cách trung bình là 225 triệu km), hai xe tự hành của NASA – Curiosity và Perseverance – vẫn đang lặng lẽ làm việc mỗi ngày. Chúng chụp ảnh, phân tích đất đá, tự tìm đường và cất giữ những mẫu vật có thể giúp trả lời câu hỏi liệu sự sống có từng tồn tại ngoài Trái đất.
Những gì hai xe tự hành này đang làm có thể quan trọng đối với nền kinh tế không gian tương lai không kém những phát hiện khoa học của chúng: thử nghiệm robot có thể hoạt động độc lập, công nghệ lấy mẫu, định vị, sản xuất tài nguyên tại chỗ và những hệ thống có thể trở thành các lớp hạ tầng đầu tiên cho hoạt động của con người ngoài Trái đất. Hai xe tự hành, hoạt động cách nhau khoảng 3.775 km trên sao Hỏa, đang thực hiện hai cuộc điều tra bổ sung cho nhau về lịch sử hành tinh này.
Những gì hai xe tự hành – hai rover kiểu robot có khả năng tự hoạt động – mang về cho Trái đất không chỉ là hình ảnh và các phát hiện khoa học. Chúng đang giúp NASA thử nghiệm những công nghệ cần thiết cho một tương lai trong đó con người và robot có thể hoạt động lâu dài trên các thiên thể khác.
Curiosity và hành trình giải mã một Sao Hỏa từng có thể sống được
Curiosity được NASA đưa lên Sao Hỏa năm 2011 và hạ cánh xuống miệng hố Gale vào tháng 8-2012. Mục tiêu ban đầu là xác định liệu Sao Hỏa trong quá khứ có từng sở hữu những điều kiện môi trường đủ để các dạng sống vi sinh tồn tại hay không.
Câu trả lời đến khá sớm. Curiosity phát hiện bằng chứng về một hệ thống sông và hồ cổ đại. Các mẫu đá tại khu vực Yellowknife Bay cho thấy nơi đây từng là một hồ nước ngọt có những thành phần hóa học cần thiết cho sự sống, gồm carbon, hydro, nitơ, oxy, phốt pho và lưu huỳnh. NASA sau đó xác định khu vực này từng có môi trường có khả năng hỗ trợ sự sống trong thời gian dài.
Đây là thay đổi quan trọng trong cách con người nhìn Sao Hỏa. Câu hỏi không còn đơn giản là liệu hành tinh này từng có nước hay không, mà là nước đã tồn tại đủ lâu trong một môi trường hóa học phù hợp để sự sống có thể xuất hiện và phát triển hay không.
Curiosity sau đó tiếp tục leo lên núi Sharp, một khối núi cao khoảng 5 km nằm giữa miệng hố Gale. Các lớp đá xếp chồng lên nhau ở đây giống như một cuốn hồ sơ địa chất, ghi lại những giai đoạn khác nhau trong lịch sử khí hậu Sao Hỏa. NASA cho biết đến tháng 8-2026, Curiosity đã đạt độ cao tăng thêm 1 km so với điểm xuất phát trong hành trình leo núi.
Một trong những phát hiện đáng chú ý nhất của Curiosity tiếp tục đến từ các mẫu đá. Tháng 4-2026, NASA công bố kết quả phân tích một mẫu đá được robot khoan từ năm 2020. Mẫu này chứa 21 phân tử hữu cơ có carbon, trong đó bảy loại lần đầu tiên được phát hiện trên Sao Hỏa. Đây là tập hợp phân tử hữu cơ đa dạng nhất từng được tìm thấy trên hành tinh này. NASA nhấn mạnh rằng các phân tử có thể hình thành thông qua cả quá trình sinh học lẫn địa chất, nên phát hiện này chưa phải bằng chứng về sự sống. Tuy nhiên, nó củng cố kết luận rằng Sao Hỏa cổ đại từng có các điều kiện phù hợp cho sự sống.
Curiosity cũng phát hiện sự biến thiên của khí methane trong khí quyển gần bề mặt Sao Hỏa. Methane đặc biệt đáng quan tâm vì trên Trái đất nó có thể được tạo ra bởi sinh vật, dù cũng có thể hình thành thông qua các phản ứng hóa học không liên quan đến sự sống.
Sau gần 14 năm, Curiosity vì thế đã biến một khu vực của Sao Hỏa thành một hồ sơ địa chất kéo dài qua nhiều giai đoạn trong lịch sử vũ trụ, giúp các nhà khoa học hiểu không chỉ Sao Hỏa từng như thế nào mà còn vì sao một hành tinh từng có nước và môi trường có thể ở được lại trở thành thế giới khô hạn ngày nay.
Perseverance đưa cuộc tìm kiếm sự sống sang giai đoạn mới
Nếu Curiosity chủ yếu trả lời câu hỏi Sao Hỏa từng có môi trường thích hợp cho sự sống hay không, Perseverance được thiết kế để tiến thêm một bước: tìm kiếm những dấu hiệu cho thấy sự sống cổ đại thực sự có thể đã tồn tại.
Rover hạ cánh tại miệng hố Jezero, nơi từng có một hồ nước và một vùng châu thổ sông. Đây là địa điểm đặc biệt hấp dẫn vì các trầm tích do nước tạo ra có khả năng bảo tồn dấu vết hóa học hoặc cấu trúc của môi trường cổ đại.
Perseverance không nghiền đá thành bột để phân tích hoàn toàn tại chỗ như Curiosity. Nó sử dụng mũi khoan để cắt các lõi đá nguyên vẹn, sau đó đưa chúng vào những ống chứa được bịt kín. NASA thiết kế hệ thống này để các mẫu có thể được thu hồi bởi một sứ mệnh trong tương lai và đưa về Trái đất.
Perseverance hiện đã thu thập hơn hai chục mẫu đá có tính đa dạng địa chất cao trong những năm đầu hoạt động, trong đó có một mẫu chứa các dấu hiệu sinh học tiềm năng mà NASA đang tiếp tục nghiên cứu. Robot đồng thời khảo sát địa chất, lịch sử nước và các môi trường từng có khả năng sinh sống tại Jezero.
Perseverance còn có một nhiệm vụ khác có ý nghĩa lớn đối với tương lai của con người trên Sao Hỏa: thử nghiệm công nghệ phục vụ hoạt động của con người ngoài Trái đất.
Thiết bị MOXIE trên robot đã chứng minh khả năng sản xuất oxy từ khí quyển Sao Hỏa. Đây là nguyên lý quan trọng đối với các kế hoạch tương lai, bởi oxy không chỉ cần cho con người hô hấp mà còn có thể được sử dụng làm chất ôxy hóa cho nhiên liệu tên lửa.
Robot cũng mang đến những bước tiến về khả năng tự hành. Năm 2026, NASA công bố công nghệ Mars Global Localization, cho phép Perseverance tự xác định vị trí bằng cách đối chiếu hình ảnh địa hình mà robot chụp với dữ liệu từ các tàu quỹ đạo, thay vì phải phụ thuộc hoàn toàn vào con người trên Trái đất.
Điều này đặc biệt quan trọng đối với kinh tế không gian. Khi khoảng cách ngày càng lớn, việc điều khiển từng thao tác từ Trái đất sẽ trở nên không thực tế. Các robot tương lai phải có khả năng tự định vị, tự lập kế hoạch và tự xử lý những tình huống bất ngờ.
Từ xe tự hành Sao Hỏa đến nền kinh tế không gian
Một sứ mệnh Sao Hỏa buộc các kỹ sư phải giải quyết những bài toán cực đoan: robot phải hoạt động cách Trái đất hàng trăm triệu kilomet, không có GPS, không thể sửa chữa trực tiếp, chịu bức xạ và nhiệt độ khắc nghiệt, đồng thời phải tự di chuyển trên địa hình chưa từng được con người khảo sát. Đó chính là những bài toán mà nền kinh tế không gian trong tương lai sẽ phải giải quyết.
Công nghệ tự hành của xe có thể trở thành nền tảng cho robot hoạt động trên Mặt trăng, trong các khu vực nguy hiểm hoặc tại những cơ sở hạ tầng ngoài Trái đất. NASA cho biết công nghệ định vị địa hình và khả năng tự hành được phát triển cho Perseverance có thể giúp các phương tiện tương lai khám phá Mặt trăng, Sao Hỏa và những thiên thể khác hiệu quả hơn.
Đặc biệt, các công nghệ này không chỉ nằm lại trong phòng thí nghiệm của NASA. Cơ quan này cho biết nhiều công nghệ phát triển cho Perseverance đã có ứng dụng thương mại ngay cả trước khi xe tới Sao Hỏa. Một số công nghệ liên quan đến cảm biến quang học, sản xuất bảng mạch và mũi khoan lấy mẫu đã được thương mại hóa. Công nghệ mũi khoan do Honeybee Robotics phát triển với sự hỗ trợ từ các chương trình của NASA được thiết kế để lấy lõi đá nguyên vẹn trên Sao Hỏa, đồng thời tạo ra những ứng dụng cho các nhà địa chất trên Trái đất.
NASA cũng xác định xe tự hành là một trong những nhóm công nghệ có tiềm năng thúc đẩy hoạt động thương mại ngoài Trái đất. Danh mục công nghệ dành cho hoạt động thương mại của cơ quan này hiện bao gồm hệ thống robot tự hành, định vị và liên lạc, di chuyển trên bề mặt, sử dụng tài nguyên tại chỗ, hậu cần và hạ tầng.
Điều này cho thấy nền kinh tế không gian không nhất thiết bắt đầu bằng một công ty khai thác tài nguyên trên Sao Hỏa. Nó có thể bắt đầu từ những thứ ít hào nhoáng hơn như cảm biến, phần mềm tự hành, robot, thiết bị khoan, hệ thống định vị, xử lý dữ liệu và khả năng hoạt động trong môi trường khắc nghiệt. Những công nghệ đó sau khi được thử nghiệm trong một nhiệm vụ có yêu cầu cao như Sao Hỏa có thể được chuyển giao cho doanh nghiệp và phát triển thành sản phẩm thương mại.
Hai robot và bài toán xây dựng thị trường ngoài Trái đất
Đóng góp lớn hơn của Curiosity và Perseverance đối với kinh tế không gian có thể nằm ở chỗ chúng đang giảm rủi ro công nghệ cho các hoạt động tương lai. Một doanh nghiệp muốn đưa robot lên Mặt trăng hoặc Sao Hỏa cần biết robot có thể tự di chuyển hay không, lấy mẫu như thế nào, định vị ra sao, truyền dữ liệu thế nào và sống sót trong môi trường khắc nghiệt trong thời gian dài. Mỗi lần Curiosity vượt qua một mùa bụi, mỗi lần Perseverance tự tìm đường qua địa hình đá, hay mỗi lần hệ thống khoan lấy được một lõi đá nguyên vẹn, NASA lại có thêm dữ liệu để thiết kế thế hệ phương tiện tiếp theo.
Đây là giá trị kinh tế khó thể hiện bằng doanh thu trực tiếp, nhưng rất quan trọng: nhà nước chịu phần lớn chi phí và rủi ro ban đầu để tạo ra kiến thức, tiêu chuẩn và công nghệ mà khu vực tư nhân có thể tiếp tục phát triển.
Vai trò của hai xe tự hành trên Sao Hỏa vì vậy có thể được nhìn theo hai cách.
Với các nhà khoa học, Curiosity và Perseverance là những phòng thí nghiệm robot đang giúp trả lời một trong những câu hỏi lớn nhất của nhân loại: Trái đất có phải là nơi duy nhất từng xuất hiện sự sống hay không?
Với ngành công nghiệp không gian, chúng lại là những bãi thử công nghệ cách Trái đất hàng trăm triệu kilomet.
Curiosity đang cho thấy một robot có thể làm việc hàng thập niên trên một hành tinh khác và xây dựng hồ sơ địa chất chưa từng có. Perseverance đang thử nghiệm một mô hình mới, trong đó robot không chỉ quan sát mà còn thu thập tài nguyên khoa học, tự định vị, tự hành và chuẩn bị công việc cho các sứ mệnh tiếp theo.
Nếu một ngày Sao Hỏa có các trạm nghiên cứu, mạng lưới liên lạc, phương tiện vận tải và hoạt động thương mại, lịch sử của nền kinh tế đó có thể được truy ngược về những robot đã đặt những viên gạch công nghệ đầu tiên từ nhiều thập niên trước, và trong đó chắc chắn có vai trò lớn của những xe tự hành như Curiosity và Perseverance.
Bộ thiết bị Phân tích mẫu trên Sao Hỏa trên xe tự hành Curiosity được thiết kế để tìm kiếm các hợp chất chứa nguyên tố carbon có liên quan đến sự sống. Ảnh: NASA
Curiosity đã phát hiện hơn 20 phân tử hữu cơ trong các lớp đá sa thạch chứa đất sét tại Glen Torridon, miệng hố Gale. Ba mẫu khoan đã được thu thập và cho thấy sự hiện diện của nhiều loại phân tử hữu cơ trên Sao Hỏa. Ảnh: NASA
Ảnh “tự sướng” do xe tự hành Perseverance chụp. Ảnh: NASA
Miệng hố Jezero nơi xe tự hành Perseverance hoạt động là địa điểm đặc biệt được các nhà khoa học quan tâm trong việc tìm kiếm bằng chứng về sự sống trong quá khứ trên Sao Hỏa, nhờ các vùng châu thổ sông cổ đại tại đây có khả năng lưu giữ các dấu hiệu sinh học. Ảnh: NASA
Xe tự hành Perseverance của NASA đã di chuyển hơn 42,2 km trên Sao Hỏa kể từ khi hạ cánh vào tháng 2-2021. Ảnh: NASA
