Thời Gian Cần Thiết Để Du Hành Đến Sao Mộc Là Bao Lâu?

Sao Mộc, hành tinh lớn nhất trong Hệ Mặt trời, không chỉ thu hút ánh nhìn của con người qua hàng thiên niên kỷ mà còn là một mục tiêu hấp dẫn cho những khám phá không gian. Bên cạnh việc là một trong năm hành tinh có thể nhìn thấy bằng mắt thường, Sao Mộc còn được các nền văn hóa cổ đại tôn vinh như một biểu tượng của thời gian, có thể lý giải cho việc chúng ta có bảy ngày trong tuần.

Với khối lượng vượt trội, sao Mộc được xem là “vua” của các hành tinh, nắm giữ khối lượng gấp hai lần rưỡi tổng khối lượng của tất cả các hành tinh khác trong Hệ Mặt trời cộng lại, ngoại trừ Mặt trời.

Sao Mộc được coi là “vua” của các hành tinh trong Hệ Mặt trời

Con người đã bắt đầu theo dõi và nghiên cứu sao Mộc từ hơn 2.000 năm trước. Cuộc cách mạng trong quan điểm về Hệ Mặt trời nổ ra vào đầu thế kỷ 17 khi Galileo Galilei sử dụng kính viễn vọng, bác bỏ quan điểm rằng mọi vật thể đều quay quanh Trái đất, đồng thời củng cố lý thuyết nhật tâm của Nicolaus Copernicus.

Ngày nay, sự tò mò về sao Mộc đã dẫn đến nhiều sứ mệnh khám phá. Tuy nhiên, câu hỏi đặt ra là: Chúng ta cần bao lâu để có thể tiếp cận hành tinh này?

Để tính toán thời gian du hành đến sao Mộc, trước tiên, ta cần xác định khoảng cách mà tàu vũ trụ sẽ phải vượt qua. Khoảng cách này không cố định mà luôn thay đổi, phụ thuộc vào vị trí hiện tại của Trái đất và sao Mộc. Những khi gần nhất, khoảng cách có thể đạt 365 triệu dặm (tương đương khoảng 587 triệu km), trong khi khoảng cách xa nhất lên đến 601 triệu dặm (khoảng 980 triệu km).

Tàu vũ trụ Apollo 10, với tốc độ tối đa đạt 24.800 dặm/h (gần 40.000 km/h), đã thiết lập kỷ lục về vận tốc mà con người từng đạt được. Nếu một tàu du hành có thể duy trì vận tốc này, thời gian cần thiết để đến sao Mộc sẽ dao động từ 613 đến 1.009 ngày, tùy thuộc vào vị trí của các hành tinh.

Trong những năm 1970, bốn tàu thăm dò – Pioneers 10 và 11, cùng với Voyagers 1 và 2 – đã được phóng đi với mục tiêu đặc biệt là sao Mộc. Tất cả đều hành trình thẳng đến quỹ đạo của hành tinh này với tốc độ cao. Tàu New Horizons, phóng vào năm 2006, đã di chuyển với vận tốc từ 36.000 đến 47.000 dặm/h và đã tới gần quỹ đạo sao Mộc trong vòng 405 ngày trước khi tiếp tục hành trình tới sao Diêm Vương.

Đến nay, chỉ có hai tàu vũ trụ, Galileo và Juno, đã thành công trong việc du hành đến sao Mộc và duy trì quỹ đạo xung quanh nó. Cả hai tàu đều áp dụng một lộ trình tối ưu, tận dụng lực hấp dẫn của các hành tinh khác, giúp gia tăng vận tốc và vượt qua vành đai tiểu hành tinh. Galileo mất hơn sáu năm để đạt quỹ đạo, trong khi Juno cũng tương tự trong khoảng thời gian gần 5 năm. Tuy nhiên, điều mà chúng ta đang hướng tới là những sứ mệnh có người lái.

 Một chuyến đi tới sao Mộc sẽ mất hơn sáu năm chỉ cho chuyến đi một chiều.

Thực tế, cho đến nay, con người mới chỉ đặt chân đến Mặt trăng, với chuyến bay cuối cùng là vào năm 1972. Kế hoạch tái khởi động các sứ mệnh lên Mặt trăng, dự kiến vào năm 2025 với chương trình Artemis 3, sẽ tiêu tốn khoảng ba ngày để thực hiện. NASA cũng đã có kế hoạch cho những sứ mệnh sau đó hướng tới Sao Hỏa vào thập kỷ 2030.

Theo tính toán của NASA, quãng đường đơn giản nhất đến Sao Hỏa sẽ cần khoảng 9 tháng cho chuyến đi một chiều và 21 tháng cho chuyến đi khứ hồi. Nếu áp dụng các phương pháp tương tự cho hành trình đến sao Mộc, thời gian dự kiến cho chuyến đi một chiều sẽ vượt quá sáu năm. NASA cũng ước tính với một phi hành đoàn bốn người sẽ cần chuẩn bị khoảng 8.000 pound (khoảng 3.629 kg) thực phẩm mỗi năm, dẫn đến 48.000 pound (21.772 kg) chỉ cho chuyến đi tới và còn nhiều hơn cho hành trình trở về.

Thực tế, không chỉ thực phẩm mà mọi thiết bị hỗ trợ sự sống cũng cần phải được đưa lên không gian từ Trái đất. Trọng lượng khổng lồ này đồng nghĩa với việc sẽ mất thời gian dài hơn để tàu đạt được vận tốc cần thiết, đồng thời kéo dài thời gian của các sứ mệnh lên rất nhiều.

Thậm chí, nếu vấn đề về thực phẩm và trọng lượng được giải quyết, hành trình đến sao Mộc vẫn đầy thách thức. Các phi hành gia khi rời khỏi lực hấp dẫn Trái đất phải đối mặt với nhiều hiểm nguy, một trong số đó là bức xạ. Ngoài bức xạ từ Mặt trời, họ còn phải tránh tia vũ trụ có thể dẫn đến tổn thương di truyền hoặc ung thư.

Thời gian dài ở trên không gian cũng đặt ra thách thức tâm lý. Cuộc sống trong môi trường khép kín có thể làm gia tăng lo lắng và tạo áp lực lên các mối quan hệ giữa các thành viên trong phi hành đoàn. Việc cách ly với gia đình và bạn bè, cộng với nhịp sống đơn điệu, có thể làm tình hình tồi tệ hơn. Đây là những thử thách mà các phi hành gia hiện nay đang phải đối mặt, và trước khi đưa người lên sao Hỏa hay sao Mộc, chúng ta cần giải quyết những vấn đề này.

Dành nhiều thời gian ở ngoài không gian cũng gây ra những thách thức về tâm lý.

Dẫu gặp rất nhiều khó khăn, nhưng lý do gì khiến con người vẫn khao khát đặt chân đến sao Mộc?

Sao Mộc không chỉ là một hành tinh lớn mà còn là một thế giới kỳ thú với vô số bí ẩn. Giống như Hệ Mặt trời, nó cũng có một hệ thống mặt trăng đa dạng, với 79 vệ tinh mà chúng ta có thể nghiên cứu. Trong số đó, bốn mặt trăng lớn, với lực hấp dẫn tương tự như Mặt trăng của chúng ta, đáng chú ý hơn cả. Ba mặt trăng đầu – Io, Europa, và Ganymede – đều nằm gần sao Mộc, chịu ảnh hưởng bức xạ lớn, khiến chúng không phải là địa điểm an toàn cho con người hạ cánh. Ngược lại, mặt trăng thứ tư, Callisto, lại nằm trong vùng an toàn với bức xạ thấp hơn, có khả năng chứa nước lỏng dưới bề mặt và có thể hỗ trợ sự sống.

Đầu những năm 2000, một nghiên cứu đã được tiến hành để khảo sát tính khả thi của một sứ mệnh có người lái tới Callisto. Kết luận cho thấy, điều này có thể thực hiện vào những năm 2040, tuy nhiên sẽ yêu cầu các loại động cơ mới chưa từng được thử nghiệm trước đó. Nếu mọi thứ thuận lợi, một sứ mệnh khứ hồi lên sao Mộc có thể kéo dài từ 652 đến 1.661 ngày.