Europa, một trong bốn mặt trăng lớn của sao Mộc được nhà thiên văn Galileo nhìn thấy lần đầu tiên cách đây 414 năm. Trên đó có thể tồn tại một đại dương sâu, mặn bao phủ toàn mặt trăng nhưng ẩn bên dưới lớp băng dày. Và nơi nào có nước, nơi đó có thể tồn tại sự sống.

Sứ mệnh của Europa Clipper

Sự sống ngoài Trái đất là một trong những điều chưa biết lớn nhất trong khoa học. Tìm kiếm ví dụ đầu tiên được xác nhận về sự sống ngoài hành tinh là mục tiêu của NASA trong nhiều thập niên. Cộng đồng khoa học đã thu hẹp phạm vi tập trung vào một số mục tiêu hấp dẫn, trong đó có mặt trăng kỳ lạ này.

Europa Clipper nặng gần 6 tấn khi được nạp đầy nhiên liệu, là tàu thăm dò không gian lớn nhất mà NASA từng chế tạo. Nó được trang bị tấm pin năng lượng mặt trời rộng hơn 30 mét, thứ bắt buộc đối với một sứ mệnh bay xa mặt trời như vậy.

NASA nhanh chóng nhấn mạnh rằng đây không phải là sứ mệnh phát hiện sự sống. Thay vào đó, cơ quan này đã đặt ra một mục tiêu khiêm tốn hơn là xác định xem điều kiện môi trường Europa có phù hợp cho sự sống hay không hay đơn giản hơn là liệu nó có thể sinh sống được hay không.

Nếu câu trả lời về khả năng sinh sống là có, các nhà khoa học trên khắp hành tinh có thể sẽ vận động hành lang cho một sứ mệnh tham vọng hơn là phóng tàu quay quanh Europa ổn định hoặc hạ cánh tàu vũ trụ trên bề mặt của mặt trăng này.

Các nhà khoa học tin vào khả năng có một đại dương ngầm trên Europa kể từ khi các tàu thăm dò Voyager gửi lại hình ảnh vào những năm 1970. Trong đó cho thấy bề mặt băng giá của mặt trăng này được bao phủ bởi các vết nứt. Các tàu thăm dò sau đó đã tạo ra hình ảnh về các đặc điểm giống như tảng băng trôi.

Europa cũng bị khóa trong quỹ đạo ổn định của sao Mộc khiến các nhà khoa học nghi ngờ rằng một đại dương tại Europa có thể đã xuất hiện hàng tỉ năm trước. Điều này khiến cả các nhà văn khoa học viễn tưởng cũng cảm thấy thú vị. Arthur C. Clarke đã hư cấu một đại dương trên Europa trong cuốn tiểu thuyết năm 1982 của ông "2010: Odyssey Two" và hai phần tiếp theo. Ông đã mô tả một dạng sống ngoài hành tinh kỳ lạ — "giống như những sợi rong biển khổng lồ" — xuất hiện qua một vết băng nứt và phá hủy một con tàu vũ trụ.

Geoff Collins, một nhà địa chất tại Cao đẳng Wheaton ở Massachusetts, người tham gia nhóm quay phim cho Europa Clipper, cho biết: "Một trong những mục tiêu lớn mà chúng tôi muốn hoàn thành với sứ mệnh này là chứng minh tuyệt đối rằng đại dương này tồn tại".

Hành trình gian khó đến Europa

Hành trình của tàu vũ trụ đến Europa đã rất dài và gian khổ. Các kỹ sư của NASA phát hiện vào tháng 5 rằng các bóng bán dẫn trên tàu vũ trụ có thể bị hỏng dưới bức xạ từ từ trường mạnh của sao Mộc trong quá trình bay ngang qua Europa. Chỉ sau nhiều tháng khắc phục sự cố, các kỹ sư mới kết luận rằng quỹ đạo hình elip của tàu vũ trụ sẽ cho phép nó bay đủ xa khỏi hành tinh khổng lồ này để đảm bảo các bóng bán dẫn có thể phục hồi sau khi bị ảnh hưởng bởi bức xạ trong quá trình bay ngang qua sao Mộc.

Sứ mệnh Europa Clipper từ khi được thai nghén đến lúc phóng thành công cần nhờ một người ủng hộ nhiệt thành, cựu nghị sĩ John Abney Culberson, một người đam mê không gian. Culberson bắt đầu ủng hộ cho một sứ mệnh khám phá Europa vào đầu những năm 2000 khi ông phục vụ trong tiểu ban phân bổ ngân sách của Hạ viện phụ trách NASA. Ông cho biết những nỗ lực ban đầu để phân bổ kinh phí cho sứ mệnh đã bị cản trở bởi sự phản đối từ chính NASA.

Nhưng sau đó, một bản tin đã tạo bước ngoặt: Vào năm 2013, các nhà thiên văn học đã công bố một bài báo cho biết Kính viễn vọng Không gian Hubble đã nhìn thấy bằng chứng về các luồng hơi nước cao gần 200 km phun ra từ Europa. Quan sát này vẫn còn mơ hồ, nhưng đã thúc đẩy khám phá mặt trăng của sao Mộc và Culberson đã dùng thẩm quyền yêu cầu NASA phải chi tiền cho sứ mệnh tới Europa.

Ngân sách eo hẹp và những thách thức về kỹ thuật đã loại trừ khả năng đổ bộ hoặc tàu quỹ đạo Europa như kỳ vọng ban đầu của Culberson. Thay vào đó, tàu vũ trụ sẽ đi vào quỹ đạo hình elip cao của sao Mộc, cho phép thực hiện 49 lần bay ngang qua Europa, trong đó có lần bay cách bề mặt chỉ 25 km.

Culberson cho biết nếu NASA có thể tìm thấy dấu hiệu của sự sống trên Europa, các chương trình không gian có thể lấy lại được sự ủng hộ của công chúng như những ngày hoàng kim của chương trình Apollo.

Ông cho biết một khám phá như vậy sẽ là sự kiện "thay đổi nền văn minh", đồng thời tưởng tượng: "Có thể tồn tại sinh vật đông lạnh trong tuyết đó. Nhưng chúng ta không biết. Chúng ta không chắc liệu có sự sống ở đó hay không nhưng đó là nơi có nhiều khả năng tìm thấy sự sống nhất".

Đừng buồn nếu Europa không có sự sống

"Lần theo dòng nước" từ lâu đã là kim chỉ nam trong cuộc tìm kiếm sự sống ngoài Trái đất của NASA. Các nhà khoa học tin rằng lực thủy triều do trường hấp dẫn khổng lồ của sao Mộc tạo ra có thể cung cấp năng lượng để giữ cho nước dưới bề mặt ở dạng lỏng.

Để sinh vật tồn tại trong sâu thảm của biển trên Europa, có lẽ nó sẽ dựa vào quá trình tổng hợp hóa học (năng lượng có nguồn gốc từ các tương tác hóa học) giống như một số sinh vật ở đáy đại dương của Trái đất. Câu hỏi vẫn chưa được trả lời là liệu Europa có các thành phần phân tử cho sự sống như chúng ta từng biết hay không. Sự sống trên Trái đất phụ thuộc rất nhiều vào một danh sách ngắn các nguyên tố: carbon, hydro, nitơ, oxy, phốt pho và lưu huỳnh.

Europa Clipper có 9 thiết bị để nghiên cứu mặt trăng của sao Mộc. Trong số đó có một máy quang phổ khối có thể phân tích các hạt bị đẩy ra khỏi bề mặt do sự bắn phá liên tục của các thiên thạch nhỏ có kích thước bằng bụi hoặc do các luồng hơi được cho là nước. Nếu phát hiện ra các axit amin vốn là thành phần cấu tạo nên sự sống, thì đó sẽ là một khám phá quan trọng.

Cách tiếp cận khiêm tốn của NASA hướng đến mục tiêu hiểu biết về Europa (thay vì đặt mục tiêu tìm kiếm sự sống) đã được hình thành từ một trải nghiệm đau thương. Năm 1976, NASA đã hạ cánh hai tàu vũ trụ Viking trên sao Hỏa và tiến hành các thí nghiệm ồn ào để phát hiện các sinh vật. Kết quả thật khó ngờ. Sự phấn khích ban đầu về một kết quả có vẻ tích cực đã nhường chỗ cho sự thất vọng khi không có bằng chứng cho thấy bề mặt sao Hỏa thích hợp cho sự sống và có thể là vô trùng. Kể từ đó, NASA đã có cách tiếp cận thận trọng hơn đối với sao Hỏa và các mục tiêu khác có liên quan đến sinh học vũ trụ.

Robert Pappalardo, nhà khoa học dự án Europa Clipper tại Phòng thí nghiệm Động cơ phản lực của NASA ở Pasadena, California cho biết: "Nếu việc xem xét Europa cho thấy nó có vẻ có thể sinh sống được nhưng không có dấu hiệu của sự sống, điều đó vẫn có ý nghĩa quan trọng về mặt sinh học vũ trụ". Tức là nếu Europa Clipper không phát hiện ra sự sống trên mặt trăng của sao Mộc thì chúng ta cũng không nên quá buồn.

Anh Tú