Khai thác tài nguyên của Mặt Trăng để phục vụ cuộc sống trên Trái Đất là ý tưởng giống như được lôi ra từ các tác phẩm khoa học viễn tưởng xa xôi.

Tuy nhiên, trên thực tế, thế giới đã xuất hiện một cuộc đua như thế, giữa các cường quốc hàng đầu, với mục tiêu trước mắt là khí Helium-3.

Trong bài viết mới đây mang tựa đề “Helium-3: Cuộc chiến khai thác bí mật trong không gian”, trang Asia Times đã gây chú ý khi cho rằng thế giới hiện đang diễn ra một cuộc đua âm thầm giữa các quốc gia giàu mạnh nhất nhằm trở thành bên đầu tiên có thể khai thác Helium-3 trên Mặt Trăng. Helium-3, một đồng vị của khí Helium, vì sao lại được chú ý tới vậy?

Câu trả lời rất đơn giản, đây chính là nhiên liệu cho các nhà máy điện tương lai sử dụng lò phản ứng nhiệt hạch. Hiện kiểm soát phản ứng nhiệt hạch vẫn là một thách thức lớn mà người ta chưa thể vượt qua suốt hàng thập kỷ qua. Nhưng tương lai, khi con người có thể kiểm soát hoàn toàn phản ứng nhiệt hạch, chắc chắn các nhà máy điện sử dụng năng lượng này sẽ ra đời với số lượng lớn, đồng thời khiến vai trò của Helium-3 càng trở nên quan trọng hơn.

Để dễ hình dung, các nhà khoa học đánh giá chỉ cần 2 tàu con thoi chứa đầy Helium-3, tức khoảng 40 tấn khí này, bay từ Mặt Trăng về Trái Đất, người ta sẽ có thể tạo ra lượng điện đủ để áp ứng nhu cầu của nước Mỹ trong vòng 1 năm trời. Những lợi ích khác của việc khai thác Helium-3 từ Mặt Trăng còn bao gồm không tạo ra nguy cơ rác thải hạt nhân độc hại và các chất gây ô nhiễm khác.

“Không gian ngoài kia có nguồn năng lượng và tài nguyên thô gần như vô tận, từ Helium-3 trên Mặt Trăng để dùng cho các lò phản ứng nhiệt hạch cho đến kim loại nặng và các loại khí khác tới từ các thiên thạch, những thứ hoàn toàn có thể được thu hoạch để dùng trên Trái Đất và trong không gian”, cựu chuyên gia phân tích không gian của Cục tình báo trung ương Mỹ (CIA) Tim Chrisman chia sẻ với tờ Jerusalem Post.

Chrisman từng hoạt động trong ngành tình báo quân đội và là đồng sáng lập quỹ Foundation for the Future. Đây là một tổ chức cổ súy cho hoạt động giáo dục khoa học và các hoạt động công nhằm tạo ra cơ sở hạ tầng để nhân loại có thể sống và làm việc trong không gian. Không khó hiểu khi Chrisman lo ngại nước Mỹ sẽ vấp phải sự cạnh tranh dữ dội từ Trung Quốc, một đối thủ đáng gờm với sức mạnh khoa học kỹ thuật và kinh tế không kém cạnh so với Mỹ.

Chrisman cho rằng Trung Quốc đang đẩy mạnh việc xem xét khả năng khai thác năng lượng từ vũ trụ cũng như tìm kiếm tài nguyên trong không gian. Ông đánh giá Trung Quốc đang nắm lợi thế, bởi một khi đã đặt ra mục tiêu, nước này sẽ không gặp nhiều trở ngại từ nội bộ. Ở phía bên kia, Mỹ đối mặt với thách thức lớn hơn trong việc huy động và hội tụ nhiều nguồn lực khác nhau trong nước để theo đuổi mục tiêu khai thác tài nguyên từ Mặt Trăng, chắc chắn sẽ kéo rất dài. Tuy nhiên theo Chrisman, đây là hoạt động xứng đáng được đầu tư.

“Việc khai thác tài nguyên Mặt Trăng sẽ giống một cuộc chạy đua phóng vệ tinh đầu tiên vào không gian trước đây giữa Liên Xô và Mỹ. Đó sẽ là một chiến thắng lớn về chính trị và ngoại giao. Sau đó nhiều thứ sẽ phụ thuộc vào việc người ta sẽ khai thác tài nguyên ra sao, liệu nó có thể được dùng ngay để sản xuất năng lượng hoặc có cách nào để đưa nó về Trái Đất với số lượng lớn, theo cách thức đáng tin cậy hay không. Trả lời những điều này sẽ mở ra nhiều cơ hội mang tới các thay đổi lớn”, ông nói.

Thời kỳ Tổng thống Mỹ Donald Trump còn tại nhiệm, chính quyền ông đã thể hiện mối quan tâm trở lại với hoạt động chinh phục không gian. Trump từng tuyên bố Mỹ sẽ đưa các phi hành gia trở lại Mặt Trăng vào năm 2024.

Chính quyền Trump cũng đề xuất một khung pháp lý toàn cầu dành cho việc khai thác tài nguyên Mặt Trăng, gọi là Thoả thuận Artemis, trong đó khuyến khích người dân khai thác tài nguyên của thiên thể này, cũng như các hành tinh khác vì mục đích thương mại. Thoả thuận Artemis được Cơ quan Hàng không vũ trụ Mỹ (NASA) cổ suý và được một số quốc gia phê chuẩn gồm Australia, Canada, Anh, Nhật Bản, Đại công quốc Luxembourg, Italy và Các tiểu vương quốc Arab thống nhất.

NASA cũng có kế hoạch xây dựng một căn cứ bay vòng quanh Mặt Trăng, giống như Trạm vũ trụ quốc tế (ISS) ở dưới Trái Đất, mang tên Gateway. Trạm này sẽ đóng vai trò cầu nối để người Mỹ xây một căn cứ trên bề mặt Mặt Trăng và từ đó có thể khai thác các tài nguyên cần thiết, phục vụ cho hoạt động phóng tàu vũ trụ đưa các phi hành gia đầu tiên tới sao Hoả.

Trung Quốc, đất nước từng đi vào lịch sử hồi năm 2019 thông qua việc phóng thiết bị thăm dò vào vùng tối của Mặt Trăng, đã chọn một hướng tiếp cận khác. Sau khi Mỹ thông qua Thoả thuận Artemis, Bắc Kinh đã tiếp cận với Kremlin để lên kế hoạch xây một căn cứ Mặt Trăng chung.

Trung Quốc cũng không giấu diếm mong muốn khai thác nguồn khoáng sản của Mặt Trăng. Asia Times cho hay Giáo sư Ouyang Ziyuan, Khoa học gia trưởng của Chương trình thám hiểm Mặt Trăng Trung Quốc gần đây tuyên bố Mặt Trăng rất dồi dào Helium-3, tới mức nó có thể giúp giải quyết nhu cầu năng lượng của nhân loại “trong ít nhất 10.000 năm”.

Vài cơ sở nghiên cứu lớn ở Trung Quốc giờ đang xem xét các mẫu đá Mặt Trăng thu được sau nhiệm vụ Thường Nga 5 để nghiên cứu về khả năng Helium-3 trở thành nguồn năng lượng của tương lai. Cụ thể, nhiệm vụ Thường Nga 5 đã đưa 1,73 kg đất đá Mặt Trăng trở lại Trái Đất vào tháng 12. Lô đầu với 31 mẫu đất đá, nặng tổng cộng 17,4764 gram, bao gồm cát mịn, mảnh đất và đá, sau đó đã được chuyển cho 13 cơ sở nghiên cứu ở Trung Quốc hồi tháng 7.

“Mục tiêu chính của hoạt động nghiên cứu là xác định hàm lượng Helium-3 trong đất Mặt Trăng và các yếu tố cho thấy dưới nhiệt độ nào chúng tôi có thể trích xuất khí helium, cũng như bằng cách nào mà Helium-3 đã bám vào đất Mặt Trăng”, Huang Zhixin, một nhà nghiên cứu tại Phòng Khoa học và Công nghệ ở Viện địa chất Uranium Bắc Kinh, nói với trang tin CCTV hồi cuối tháng 8. “Chúng tôi sẽ thực hiện một nghiên cứu mang tính hệ thống trên các khía cạnh này”.

Người Mỹ dĩ nhiên không chịu ngồi im chứng kiến đối thủ triển khai các nước đi. Hôm 19.11 vừa qua, NASA và Phòng thí nghiệm quốc gia Idaho thuộc Bộ Năng lượng Mỹ chính thức thông báo sẽ tiếp nhận các ý tưởng tốt nhất về việc xây dựng một nhà máy điện sử dụng lò phản ứng hạt nhân trên Mặt Trăng.

Mọi kế hoạch được gửi tới 2 cơ quan trên cần bao gồm một lò phản ứng sử dụng nhiên liệu uranium, một hệ thống chuyển đổi năng lượng hạt nhân thành năng lượng có thể sử dụng, một hệ thống quản lý nhiệt để làm mát lò phản ứng và một hệ thống phân phối điện, với công suất không thấp hơn 40 kilowatt điện hoạt động liên tục suốt 10 năm trong môi trường của Mặt Trăng.

Một số yêu cầu khác bao gồm hệ thống có khả năng tự bật hoặc tắt mà không cần sự can thiệp của con người. Hệ thống cũng phải có khả năng hoạt động trên một thiết bị đổ bộ xuống Mặt Trăng. Sau khi đổ bộ thành công, người ta có thể tháo nó khỏi thiết bị đổ bộ để đưa tới lắp đặt, hoạt động tại một địa điểm khác trên Mặt Trăng.

Ngoài ra, khi phóng đi từ Trái Đất, hệ thống còn phải nhét vừa trong một khối trụ có đường kính 4m và chiều dài 6m. Nó cũng không được nặng quá 6 tấn. Thời hạn chót để nhận các ý tưởng thiết kế là ngày 19.2.2022. “Cung cấp một hệ thống cấp điện công suất lớn, đáng tin cậy trên Mặt Trăng là bước đi quan trọng tiếp theo trong nỗ lực chinh phục nơi này của con người và nó nằm trong tầm với của chúng ta”, Sebastian Corbisiero, một nhà nghiên cứu ở Phòng nghiên cứu quốc gia Idaho tự tin chia sẻ với CNN.

Trong “cuộc đua” khai thác Helium-3, vẫn có những ý kiến nghi ngờ liệu nhân loại có thực sự thu được lợi ích kinh tế hay không. Chia sẻ trên trang Space.com, Ian Crawford, một giáo sư về khoa học hành tinh và thiên thể ở trường Birkbeck College, London, không ủng hộ ý tưởng khai thác Helium-3.

“Toàn bộ cuộc tranh cãi về Helium-3 nghe chẳng có lý gì cả”, Crawford nói. Theo ông, việc đào xới một khu vực rộng hàng trăm km2 trên Mặt Trăng có thể giúp mang về rất nhiều Helium-3. Tuy nhiên sau rốt đây cũng chỉ là một nguồn hữu hạn, không phải vô hạn. “Về cơ bản, đó là một kho dự trữ nhiên liệu hoá thạch. Giống như việc đào than hay hút dầu ở Trái Đất, khi bạn khai thác mãi thì sẽ có ngày tất cả nguyên liệu đó sẽ vĩnh viễn không còn nữa”, Crawford nói.

Ông cũng chỉ ra rằng các khoản đầu tư, cũng như cơ sở hạ tầng cần thiết phải có để khai thác khoáng Helium-3 trên Mặt Trăng – và qua đó giúp giải bài toán năng lượng của Trái đất như người ta tưởng – là vô cùng lớn. Ông tin rằng việc dùng số tiền, cũng như tâm sức và trí tuệ nhân loại, vào việc phát triển các nguồn năng lượng tái tạo trên Trái đất thì sẽ là giải pháp tốt hơn nhiều.

“Tôi thấy kinh ngạc ở chỗ, nếu mối quan tâm là năng lượng thì vẫn có nhiều lựa chọn tốt hơn mà người ta có thể đầu tư vào. Vì thế, tôi trở nên nghi ngờ khả năng khai thác Helium-3. Nhưng điều này không có nghĩa tôi cho rằng về lâu dài Mặt Trăng chẳng có nhiều giá trị về mặt kinh tế”, ông nói thêm.

Crawford cũng chỉ ra một vấn đề về lượng Helium-3 trên Mặt Trăng. Hiện các ước tính về trữ lượng Helium-3 đều dựa trên các mẫu đất đá Mặt Trăng được mang về từ các nhiệm vụ Apollo. Nhưng mẫu đất này được lấy từ khu vực vĩ độ thấp của Mặt Trăng.

“Có khả năng Helium-3, và các ion khác được gió Mặt Trời mang tới như hydro, có trữ lượng nhiều tại các vùng lạnh giá nằm gần hai cực của Mặt Trăng. Người ta sẽ cần một hoạt động đo đạc trên thực địa, sử dụng tới một thiết bị đổ bộ Mặt Trăng”, Crawford nói.

Theo ông, thông tin thu được từ nhiệm vụ có thể làm tăng sự hiểu biết của các nhà nghiên cứu, không chỉ về trữ lượng Helium-3 mà còn cả các nguyên liệu khác được gió Mặt Trời mang tới như Helium-4, Hydro, Carbon và Nitơ. Nhiệm vụ quan trọng hơn cả là xác định xem có bao nhiêu nước đang bị kẹt lại trong các miệng núi lửa của Mặt Trăng. Nước có thể được phân tách để trở thành khí oxy và hydro dùng làm nhiên liệu tên lửa. Theo Crawford, đây mới nên là hướng tiếp cận đối với việc khai thác khoáng sản của Mặt Trăng, thay vì chỉ tập trung vào Helium-3.

Crawford đánh giá nguồn tài nguyên của Mặt Trăng có thể được dùng để xây dựng một cơ sở hạ tầng công nghiệp tại khu vực không gian gần Trái Đất. Đây là quan điểm được chia sẻ bởi nhiều nhà nghiên cứu khác. “Nếu nguồn tài nguyên ở Mặt Trăng có giá trị, những giá trị đó sẽ không chỉ nằm trên bề mặt”, Crawford nói. Tuy nhiên, tới nay vẫn chưa ai xây dựng được một mô hình cho thấy những lợi ích tương lai tới từ việc khai thác nguồn tài nguyên của Mặt Trăng”, Crawford nói. “Vấn đề này khá là phức tạp. Không hề đơn giản chút nào.”

Có một thực tế là con người đã lên kiểm tra địa chất Mặt Trăng từ lâu. Cụ thể trong nhiệm vụ Apollo 17 diễn ra vào năm 1972, phi hành gia kiêm chuyên gia địa chất Jack Schmitt đã thử đo đạc nguồn tài nguyên khoáng sản tại thiên thể nằm gần Trái Đất nhất này. Hoạt động đo đạc Mặt Trăng từ xa, sử dụng các tàu vũ trụ bay vòng trên quỹ đạo, cũng cho thấy thông tin tương tự về các khoáng sản ở đây.

“Nhưng để nắm tường tận thông tin về các nguồn tài nguyên, chúng ta cần những đo đạc trên thực địa, tại khu vực bề mặt các cực của Mặt Trăng”, Crawford đánh giá. “Sau khi có được câu trả lời cần thiết, chúng ta mới có thể lên kế hoạch khai thác Mặt Trăng phù hợp”.

Việc hiểu biết tốt hơn về lượng đất hiếm có trên Mặt Trăng cũng có thể mang tới thông tin giá trị. “Có khả năng khi thăm dò lượng khoáng sản trên Mặt Trăng, chúng ta sẽ phát hiện ra nơi này tập trung nhiều đất hiếm, các vật chất vốn không thể phát hiện được qua quan sát từ xa”, Crawford nói. Ông đánh giá Mặt Trăng có khả năng chứa nguyên tố đất hiếm như uranium và thorium, bên cạnh các vật chất hữu dụng khác mà có thể chúng ta vẫn chưa biết về sự tồn tại của chúng. Để khám phá Mặt Trăng ở mức độ chi tiết như đề cập ở trên sẽ cần sự đầu tư rất lớn”, Crawford nói. “Nhưng về lâu dài, chúng ta nên giữ quan điểm cởi mở hơn với hướng khả năng này”.

Theo nhà nghiên cứu vũ trụ Dennis Wingo, nhiều thiên thạch lõi kim loại đã đâm vào Mặt Trăng trong suốt thời gian dài qua. Xác đinh vị trí đâm của các thiên thạch này có thể giúp người ta dễ dàng tìm thấy các mỏ khoáng chứa nhiều kim loại quý như bạch kim, vốn có giá trị kinh tế cao.

“Nếu chỉ quan tâm tới các khoáng sản như bạch kim, bạn có thể bay thẳng tới các thiên thạch để khai thác chúng trực tiếp”, Crawford nói. “Mặt khác, nếu lên Mặt Trăng để khai thác các nguyên liệu đất hiếm… thì địa điểm xảy ra va chạm với thiên thạch có thể mang tới những lợi ích phụ. Và khi bạn cộng tất cả các yếu tố này với nhau, ngay cả khi không có Helium-3 ở trong đó, bạn có thể thấy Mặt Trăng vẫn chứa tiềm năng giá trị kinh tế về lâu dài. Đó là quan điểm của tôi”, Crawford kết luận.

Rõ ràng Mặt Trăng có nguồn tài nguyên rất dồi dào. Nhưng nhân loại sẽ thăm dò, thu tập, đào và sử dụng nguồn khoáng sản Mặt Trăng như thế nào? “Hoạt động thăm dò khai thác nguồn khoáng sản của Mặt Trăng nên được thực hiện theo cùng một cách thức mà con người đang khai thác khoáng sản trên mặt đất”, theo lời Angel Abbud-Madrid, giám đốc Trung tâm nguồn khoáng sản Không gian tại Trường khai khoáng Colorado.

Abbud-Madrid cho Space.com biết rằng ở Trái Đất, ngay sau khi phát hiện nguồn khoáng, người ta sẽ tiến hành khoan hoặc đào để khai thác. Khoáng sản cũng được nhanh chóng xử lý sơ bộ để đảm bảo được tối ưu sử dụng.

“Với Mặt Trăng, hoạt động tìm kiếm nguồn khoáng sản thông qua quan sát chụp chiếu từ xa và xác định các nguồn nguyên liệu như khí oxy và hydro để dùng tại chỗ, đã được thực hiện”, Abbud-Madrid nói. Dựa trên các kết quả đã thu được, các công nghệ cần thiết cũng như mẫu máy móc thử nghiệm dùng để khai thác khoáng sản, đã được phát triển và thử nghiệm.

Ví dụ như Nhiệm vụ tìm nguồn khoáng sản của NASA (RPM) đã từng được phác thảo nhằm nghiên cứu khả năng khai thác nguồn khoáng sản trên Mặt Trăng. Abbud-Madrid nói rằng nhiều doanh nghiệp tư nhân cũng đã có kế hoạch triển khai các hoạt động tương tự. Các công việc như thế chắc chắn sẽ tạo nền móng vững chắc cho hoạt động tìm kiếm và khai thác khoáng sản trên Mặt Trăng trong tương lai.

Quan trọng hơn, khi nào hoạt động khai thác tài nguyên Mặt Trăng có thể xảy ra? Đây là câu hỏi mà chúng ta chưa thể có đáp án trong tương lai gần. Tuy nhiên, ít nhất thì đã có những bên bắt đầu đưa ra những bước đi đầu tiên, dù vẫn còn chưa rõ ràng về phương hướng nhưng vẫn cho thấy quyết tâm mạnh mẽ nhằm đưa các nguồn lực khổng lồ của Mặt Trăng về phục vụ cho nhu cầu của nhân loại dưới Trái Đất.

Link gốc