Tại sao bụi Mặt Trăng lại nguy hiểm như "thuốc súng" đối với các phi hành gia Apollo?

Khi các phi hành gia Apollo quay trở lại Trái Đất, lớp bụi bám chặt vào bộ đồ phi hành của họ đã gây ra những triệu chứng khó chịu như đau họng và chảy nước mắt. Bụi Mặt Trăng được cấu tạo từ các hạt sắc nhọn, mài mòn và khá "ghê gớm", nhưng mức độ độc hại của nó đối với con người究竟 lớn đến mức nào?

Chứng "sốt hải ngoại Mặt Trăng", như cách phi hành gia NASA Harrison Schmitt mô tả trong nhiệm vụ Apollo 17, đã tạo ra các triệu chứng ở tất cả 12 người từng đặt chân lên Mặt Trăng. Từ hắt hơi đến nghẹt mũi, trong một số trường hợp, phải mất nhiều ngày các phản ứng này mới thuyên giảm. Bên trong tàu vũ trụ, bụi này tỏa ra mùi giống như thuốc súng đã nổ.

Phi hành gia NASA Harrison Schmitt thu thập mẫu vật trên Mặt Trăng

Các nhiệm vụ lên Mặt Trăng đã để lại một câu hỏi chưa có lời giải của việc thám hiểm mặt trăng — một câu hỏi có thể ảnh hưởng đến bước tiến tiếp theo của nhân loại trong Hệ Mặt Trời: Liệu bụi Mặt Trăng có đe dọa đến sức khỏe con người hay không?

Bụi Mặt Trăng: Mối đe dọa thầm lặng

Một chương trình nghiên cứu tham vọng của ESA với sự tham gia của các chuyên gia trên toàn cầu đang hiện đang giải quyết các vấn đề liên quan đến bụi Mặt Trăng.

"Chúng ta không biết bụi này độc hại đến mức nào. Vấn đề tất cả nằm ở nỗ lực ước tính mức độ rủi ro liên quan," ông Kim Prisk, một nhà sinh lý học phổi từ Đại học California với hơn 20 năm kinh nghiệm về chuyến bay vũ trụ con người và là một trong 12 nhà khoa học tham gia nghiên cứu của ESA, cho biết.

Bụi Mặt Trăng chứa silicat, một vật liệu thường thấy ở các thiên thể có hoạt động núi lửa. Các thợ mỏ trên Trái Đất bị viêm và sẹo phổi do hít phải silicat. Trên Mặt Trăng, bụi mài mòn đến mức nó ăn mòn các lớp của đôi ủng đồ phi hành và phá hủy các gioăng kín chân không của các thùng chứa mẫu vật Apollo.

Hạt bụi Mặt Trăng dưới kính hiển vi

Mịn như bột, nhưng sắc nhọn như thủy tinh. Trọng lực thấp của Mặt Trăng, bằng một phần sáu so với Trái Đất, cho phép các hạt nhỏ lơ lửng lâu hơn và thâm nhập sâu hơn vào phổi.

"Các hạt nhỏ hơn sợi tóc người 50 lần có thể lơ lửng trong nhiều tháng bên trong phổi bạn. Hạt càng tồn tại lâu, khả năng gây tác dụng độc hại càng lớn," ông Kim giải thích.

Thiệt hại tiềm tàng từ việc hít phải bụi này vẫn chưa được biết rõ, nhưng nghiên cứu cho thấy các mô phỏng đất Mặt Trăng có thể phá hủy tế bào phổi và tế bào não sau khi tiếp xúc lâu dài.

Độ sắc bén và tĩnh điện

Trên Trái Đất, các hạt mịn có xu hướng tròn trĩnh sau nhiều năm bị xói mòn bởi gió và nước. Tuy nhiên, bụi Mặt Trăng không tròn mà sắc và nhọn như gai.

Ngoài ra, Mặt Trăng không có khí quyển và liên tục bị bắn phá bởi bức xạ từ Mặt Trời, khiến đất trở nên tích điện tĩnh.

Thí nghiệm kiểm tra hơi thở trong môi trường trọng lực thấp

Điện tích này có thể mạnh đến mức bụi lơ lửng trên bề mặt Mặt Trăng, làm tăng khả năng xâm nhập vào thiết bị và phổi của con người.

Nghiên cứu và Ứng dụng tương lai

Để kiểm tra thiết bị và hành vi của bụi Mặt Trăng, ESA sẽ làm việc với bụi Mặt Trăng mô phỏng được khai thác từ một vùng núi lửa ở Đức.

Làm việc với chất mô phỏng không phải là điều dễ dàng. "Sự khan hiếm của vật liệu dạng thủy tinh Mặt Trăng khiến nó trở thành một loại bụi đặc biệt. Chúng tôi cần nghiền nguyên liệu nhưng điều đó đồng nghĩa với việc loại bỏ các cạnh sắc nhọn," Erin Tranfield, nhà sinh vật học và chuyên gia về độc tính của bụi, chia sẻ.

Tuy nhiên, đất Mặt Trăng cũng có mặt tích cực. "Bạn có thể nung nóng nó để tạo ra gạch có thể làm nơi trú ẩn cho các phi hành gia. Oxy có thể được chiết xuất từ đất để duy trì các nhiệm vụ của con người trên Mặt Trăng," cố vấn khoa học Aidan Cowley giải thích.

Tuần này, ESA đang tổ chức một hội thảo về tài nguyên Mặt Trăng tại Trung tâm Nghiên cứu Công nghệ Vũ trụ Châu Âu (ESTEC) ở Hà Lan. Trong khi đó, ở ngoài không gian, phi hành gia ESA Alexander Gerst đang tiến hành một phiên thí nghiệm Giám sát Hô hấp (Airway Monitoring) để kiểm tra sức khỏe phổi trong môi trường trọng lực giảm nhẹ — chuẩn bị cho sự trở lại bền vững của chúng ta đến hàng xóm gần nhất trong Hệ Mặt Trời.