Các sứ mệnh có người lái lên Mặt Trăng dễ bị tổn thương trước thời tiết không gian hơn so với các phi hành gia trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS), vốn được bảo vệ phần nào nhờ nằm trong từ quyển của Trái Đất. Hành trình tới Mặt Trăng đưa phi hành đoàn ra ngoài “lá chắn” tự nhiên này – vốn giúp ngăn chặn phần lớn bức xạ Mặt Trời gây nguy hiểm.
Thời tiết không gian bắt nguồn từ các vụ bùng phát trên Mặt Trời như bùng phát tia X cấp X (X-class flares) và các vụ phóng khối lượng vành nhật hoa (coronal mass ejections). Những hiện tượng này tạo ra dòng hạt mang điện năng lượng cao lan về phía Trái Đất và khắp Hệ Mặt Trời. Bức xạ từ các cơn bão như vậy có thể gây chết người.
Nếu một cơn bão Mặt Trời mạnh xảy ra gần phi hành đoàn Artemis II, mức bức xạ bên trong tàu vũ trụ hoặc trên bề mặt Mặt Trăng có thể sẽ tăng lên. Việc tích lũy liều bức xạ quá cao theo thời gian có thể làm tăng nguy cơ ung thư hoặc các rối loạn sức khỏe ảnh hưởng đến nhận thức và hiệu suất làm việc.
Trong sứ mệnh Artemis II, NASA đặt mục tiêu giảm thiểu tối đa những rủi ro này. Vì vậy, tàu vũ trụ được thiết kế để chịu được một phần bức xạ, và các phi hành gia được huấn luyện cách “trú ẩn” khi xảy ra bão mạnh.
Bảo vệ phi hành đoàn trước các đợt bùng phát từ Mặt Trời
Các hạt năng lượng cao phát ra từ Mặt Trời di chuyển trong không gian theo gió Mặt Trời và có thể bao trùm tàu vũ trụ từ mọi phía. “Nó giống như bạn đang ngồi trong bồn tắm và nước dần dâng lên,” Stuart George, chuyên gia phân tích bức xạ không gian tại Trung tâm Vũ trụ Johnson của NASA, mô tả.
Tuy nhiên, quá trình này không diễn ra bất thình lình. Các hạt mất thời gian để di chuyển từ Mặt Trời đến Trái Đất, giúp các nhóm quan sát và phi hành gia có thời gian chuẩn bị. Bản thân tàu vũ trụ cũng được gia cố chống bức xạ ở mức nhất định. Chẳng hạn, tàu Orion được trang bị các cảm biến đo bức xạ ở nhiều vị trí khác nhau. Các phi hành gia cũng đeo thiết bị đo liều lượng bức xạ cá nhân trong suốt quá trình làm việc. Nếu phát hiện mức bức xạ cao, hệ thống cảnh báo trên tàu sẽ kích hoạt để họ theo dõi tình hình sát sao và, nếu cần, chuyển sang trạng thái trú ẩn.
Trong trường hợp nguy hiểm, phi hành đoàn sẽ phải ở phía sau những lớp vật liệu đủ dày để làm chậm hoặc chặn các hạt mang điện. Vì vậy, họ được huấn luyện cách tái cấu hình không gian bên trong khoang tàu, lấy các thiết bị và vật liệu từ kho chứa để tạo thêm lớp “che chắn” giữa họ và nguồn bức xạ. Phi hành đoàn Artemis II sẽ trực tiếp thử nghiệm quy trình này trong sứ mệnh sắp tới. Khi đã gia tăng khối lượng vật liệu ở những khu vực có mức bức xạ cao, họ có thể tiếp tục thực hiện nhiệm vụ.
Theo dõi Mặt Trời bằng dữ liệu từ các tàu thăm dò
Những ngày này, Mặt Trời đang hoạt động mạnh, và các nhà khoa học đang theo dõi chặt chẽ các vết đen Mặt Trời để dự báo những đợt bùng phát. NASA sẽ sử dụng dữ liệu từ nhiều tàu thăm dò quan sát Mặt Trời đặt khắp Hệ Mặt Trời, bao gồm Tàu thăm dò Lập bản đồ và Gia tốc Liên sao, Đài quan sát Động lực học Mặt Trời, Đài quan sát Mặt Trời và Nhật quyển (SOHO) của ESA/NASA, cùng vệ tinh GOES-19 của NOAA.
Ngoài ra, xe tự hành Perseverance trên Sao Hỏa cũng sẽ quan sát phía Mặt Trời không nhìn thấy từ Trái Đất trong thời gian diễn ra sứ mệnh Artemis II.
Không chỉ các đợt bùng phát từ Mặt Trời, phi hành gia Artemis còn phải đối mặt với các nguồn bức xạ khác. Khi rời Trái Đất, họ sẽ đi qua vành đai bức xạ Van Allen – một khu vực có mức bức xạ cao. Bên cạnh đó, tia vũ trụ cũng là một nguồn nguy hiểm. Tổng mức phơi nhiễm bức xạ từ các nguồn này được ước tính tương đương khoảng một tháng làm việc trên Trạm Vũ trụ Quốc tế, tương đương khoảng 5% giới hạn nghề nghiệp của phi hành gia. Nếu xảy ra bão Mặt Trời, mức phơi nhiễm này sẽ tăng thêm.
Nhờ hệ thống giám sát hiện đại, các phi hành gia Artemis sẽ có thông tin sớm về các đợt bùng phát có thể xảy ra. Văn phòng Phân tích Thời tiết Không gian Mặt Trăng – Sao Hỏa tại Trung tâm Bay Vũ trụ Goddard của NASA sẽ liên tục theo dõi hoạt động của Mặt Trời và gửi dữ liệu tới Nhóm Phân tích Bức xạ Không gian tại Trung tâm Johnson. Các dự báo này, kết hợp với dữ liệu từ Trung tâm Dự báo Thời tiết Không gian của NOAA và các phép đo trực tiếp trên tàu Orion, sẽ giúp đội điều khiển bay đưa ra quyết định phù hợp.
Một vụ bùng phát từ Mặt Trời giải phóng các hạt mang điện lan nhanh khắp Hệ Mặt Trời. Những cơn bão này gây nguy hiểm cho phi hành gia và vệ tinh, đồng thời có thể làm gián đoạn liên lạc và các công nghệ trên Trái Đất. Ảnh: NASA
