Tàu thám hiểm Perseverance của Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Mỹ (NASA) mới đây đã phát hiện những hạt bụi Sao Hỏa có kích thước siêu nhỏ bám dai dẳng trên các mẫu vật liệu dùng trong đồ bảo hộ không gian.

Theo thông tin nghiên cứu đăng trên tạp chí Proceedings of the National Academy of Sciences, các hạt bụi nhỏ nhất có thể bám trên bề mặt vật liệu trong nhiều năm, bất chấp quá trình di chuyển và hoạt động khoan thăm dò của tàu Perseverance.

Nhóm nghiên cứu sử dụng thiết bị phân tích tia X PIXL gắn trên cánh tay robot của tàu để theo dõi lượng bụi tích tụ trong suốt 1.645 ngày Sao Hỏa, tương đương hơn 4 năm trên Trái Đất.

Các mẫu thử nghiệm gồm những mảnh vật liệu nhỏ được sử dụng trong chế tạo đồ bảo hộ không gian, trong đó có Teflon và Vectran. Đây là những vật liệu được NASA đưa lên Sao Hỏa nhằm đánh giá khả năng chống chịu trong điều kiện môi trường khắc nghiệt tại hành tinh này.

Kết quả cho thấy bụi Sao Hỏa có nhiều kích thước khác nhau, trong đó một số hạt nhỏ hơn 2,5 micromet và những hạt siêu mịn chỉ khoảng 100 nanomet. Để dễ hình dung, một sợi tóc người có đường kính trung bình khoảng 70 micromet, lớn hơn hàng trăm lần so với những hạt bụi nhỏ nhất được phát hiện.

Đáng chú ý, các hạt bụi có kích thước lớn hơn thường bong ra sau một thời gian, trong khi những hạt siêu mịn vẫn bám chặt trên bề mặt vật liệu. Theo nhà khoa học Scott VanBommel thuộc nhóm nghiên cứu Perseverance tại Đại học Washington ở St. Louis, đây là vấn đề đáng quan tâm bởi những hạt nhỏ nhất cũng có khả năng gây ra nhiều thách thức đối với các hệ thống hỗ trợ sự sống.

Các nhà khoa học cho rằng hiện tượng tĩnh điện có thể là nguyên nhân khiến bụi bám khác nhau trên từng loại vật liệu. Trong quá trình va chạm với nhau, các hạt bụi có thể tích điện, sau đó bị hút vào những bề mặt mang điện tích phù hợp. Kết quả thử nghiệm cho thấy các vật liệu như Teflon có xu hướng tích tụ bụi mịn, trong khi một số vật liệu khác ít bám bụi hơn.

Phát hiện này có thể giúp các nhà khoa học lựa chọn vật liệu và lớp phủ phù hợp để chế tạo đồ bảo hộ, cũng như xây dựng nơi cư trú cho phi hành gia trên Sao Hỏa.

Về thành phần hóa học, bụi được phát hiện chủ yếu chứa sắt và lưu huỳnh, cùng các dấu hiệu của phốt pho và canxi sunfat. Một số hợp chất có trong bụi Sao Hỏa cũng tiềm ẩn nguy cơ đối với sức khỏe con người. Chẳng hạn, perchlorate có thể ảnh hưởng đến hoạt động của tuyến giáp, trong khi các hợp chất sắt có tính phản ứng có khả năng gây tổn thương tế bào.

Trên Trái Đất, các hạt bụi có đường kính dưới 2,5 micromet (PM2.5) được biết đến với khả năng xâm nhập sâu vào phổi và thậm chí đi vào máu. Những hạt siêu mịn có kích thước khoảng 100 nanomet còn có thể di chuyển từ mũi lên não thông qua dây thần kinh khứu giác. Việc tiếp xúc lâu dài với bụi Sao Hỏa vì vậy có thể đặt ra những rủi ro sức khỏe mà các sứ mệnh có người lái cần tính đến.

Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu lưu ý rằng các phép đo của Perseverance mới chỉ phản ánh lượng bụi bám trên bề mặt vật liệu, chưa xác định được lượng bụi có thể xâm nhập vào khu vực sinh hoạt hoặc thực tế được phi hành gia hít phải.

Để hạn chế nguy cơ này, NASA đang nghiên cứu nhiều giải pháp kiểm soát bụi, trong đó có thiết kế cổng kết nối bộ đồ bảo hộ với trạm cư trú, giúp phi hành gia mặc và tháo đồ bên ngoài không gian sinh hoạt. Các buồng đệm khí nhiều khoang cũng có thể hạn chế bụi theo chân phi hành gia đi vào bên trong.

Một số công nghệ cũng đã được thử nghiệm trong các chương trình thám hiểm Mặt Trăng. Tháng 3/2025, thiết bị chắn bụi điện động do Trung tâm Vũ trụ Kennedy phát triển đã được đưa lên Mặt Trăng trong sứ mệnh Blue Ghost Mission 1 của công ty Firefly Aerospace. Thiết bị sử dụng điện trường để loại bỏ bụi khỏi các bề mặt như kính và bộ tản nhiệt.

Trong khi đó, các kỹ sư tại Trung tâm Vũ trụ Johnson của NASA đang sử dụng buồng chân không và đất Mặt Trăng mô phỏng để kiểm tra vật liệu đồ bảo hộ cùng các thiết bị làm sạch bụi trước những sứ mệnh Artemis.

Theo các nhà khoa học, những thử nghiệm này không chỉ phục vụ hoạt động thám hiểm Mặt Trăng mà còn góp phần phát triển công nghệ cần thiết để bảo vệ phi hành gia trong các chuyến hành trình dài ngày tới Sao Hỏa.