Trong nhiều thập kỷ, ý tưởng khai thác tiểu hành tinh thường chỉ xuất hiện trong các bộ phim khoa học viễn tưởng của Hollywood.
Những hình ảnh quen thuộc như Bruce Willis cùng đội khoan dầu bay vào không gian để phá hủy thiên thạch trong bộ phim Armageddon từng khiến khán giả nghĩ rằng các khối đá ngoài vũ trụ chỉ mang đến hiểm họa cho Trái Đất.
Nhưng giờ đây, các nhà khoa học đang nhìn những tiểu hành tinh dưới một góc độ hoàn toàn khác. Thay vì coi chúng là mối đe dọa, giới nghiên cứu bắt đầu xem đây có thể là nguồn tài nguyên quan trọng giúp nhân loại xây dựng các thuộc địa lâu dài trên sao Hỏa.
Một nghiên cứu mới từ các nhà khoa học tại EPFL của Thụy Sĩ cho thấy việc khai thác kim loại và nhiên liệu từ các tiểu hành tinh để phục vụ cho sao Hỏa không còn là ý tưởng quá xa vời.
Quan trọng hơn, họ cho rằng mô hình này có thể khả thi về mặt kỹ thuật lẫn kinh tế nếu được triển khai đúng cách.
Lời giải cho bài toán khó nhất của thuộc địa sao Hỏa
Trong các cuộc thảo luận về việc đưa con người lên sao Hỏa, người ta thường nhắc đến tên lửa, trí tuệ nhân tạo hay công nghệ sinh tồn ngoài hành tinh. Tuy nhiên, theo các nhà nghiên cứu, rào cản thực sự lại nằm ở một lĩnh vực kém hào nhoáng hơn nhiều: hậu cần.
Một thuộc địa trên sao Hỏa sẽ không chỉ cần thực phẩm, nước và oxy. Để tồn tại lâu dài, con người cần vô số vật liệu công nghiệp như sắt, thép, nhôm và nhiều kim loại khác nhằm xây dựng nhà ở, phương tiện, máy móc cũng như cơ sở hạ tầng.
Theo thời gian, thiết bị sẽ hỏng hóc, linh kiện sẽ cần thay thế, và các công trình sẽ phải được mở rộng. Nếu mọi thứ đều phải vận chuyển từ Trái Đất, chi phí sẽ trở nên khổng lồ.
Hiện nay, mỗi lần phóng tên lửa mang hàng hóa vào không gian có thể tiêu tốn hàng chục triệu USD cho mỗi tấn tải trọng.
Chưa kể, hành trình từ Trái Đất đến sao Hỏa kéo dài từ 6 đến 9 tháng tùy theo vị trí quỹ đạo của hai hành tinh.
Điều đó đồng nghĩa với việc một thuộc địa trên sao Hỏa không thể phụ thuộc mãi vào “chuỗi cung ứng liên hành tinh” quá chậm chạp và đắt đỏ như hiện nay.
Các nhà khoa học từ EPFL đã tập trung nghiên cứu nhóm tiểu hành tinh kim loại, còn gọi là tiểu hành tinh loại M. Đây là những thiên thể chứa lượng lớn sắt, nickel cùng nhiều kim loại giá trị khác.
Về bản chất, chúng giống như những khối quặng khổng lồ đang trôi nổi tự do trong không gian.
Trong nghiên cứu mới, nhóm khoa học đã sử dụng hệ thống mô phỏng máy tính để phân tích hàng nghìn kịch bản khác nhau. Mục tiêu là xác định liệu có thể khai thác tài nguyên từ các tiểu hành tinh rồi vận chuyển trực tiếp đến sao Hỏa với hiệu quả đủ lớn hay không.
Hệ thống tính toán nhiều yếu tố cùng lúc, bao gồm năng lượng cần thiết để di chuyển giữa các tiểu hành tinh và sao Hỏa, khối lượng kim loại có thể khai thác được, cũng như lượng nhiên liệu cần cho hành trình quay trở lại.
Kết quả cho thấy câu trả lời là “có thể”, nhưng phải đáp ứng một số điều kiện rất nghiêm ngặt.
Bước đột phá quyết định thành bại
Một trong những thách thức lớn nhất của khai thác không gian là nhiên liệu. Nếu tàu vũ trụ phải mang toàn bộ nhiên liệu từ Trái Đất, chi phí sẽ tăng lên cực kỳ lớn và làm giảm đáng kể hiệu quả kinh tế của nhiệm vụ.
Tuy nhiên, nhóm nghiên cứu đã tìm ra một hướng tiếp cận đầy hứa hẹn.
Một số tiểu hành tinh thuộc nhóm carbonaceous chứa nhiều carbon và băng nước. Nếu xử lý đúng cách, các vật liệu này có thể được chuyển hóa thành nhiên liệu tên lửa ngay trong không gian.
Nói cách khác, tàu khai thác có thể “đổ xăng” trực tiếp tại các tiểu hành tinh thay vì phải mang nhiên liệu từ Trái Đất.
Đây được xem là yếu tố then chốt giúp toàn bộ mô hình trở nên khả thi. Việc sản xuất nhiên liệu tại chỗ không chỉ giúp giảm tải trọng phóng từ Trái Đất mà còn mở ra khả năng hình thành mạng lưới hậu cần ngoài không gian trong tương lai.
Ý tưởng này tương tự như việc xây dựng các trạm tiếp nhiên liệu trên đại dương trong thời đại hàng hải, nhưng ở quy mô liên hành tinh.
Nghiên cứu cũng cho thấy không phải tiểu hành tinh nào cũng đáng để khai thác.
Một mục tiêu được lựa chọn sai có thể khiến tàu tiêu tốn nhiều nhiên liệu hơn cả giá trị lượng kim loại mang về. Vì vậy, việc xác định chính xác tiểu hành tinh phù hợp trở thành yếu tố sống còn.
Các nhà khoa học đã xác định được một số tiểu hành tinh nằm trong phạm vi mà công nghệ tàu vũ trụ hiện tại có thể tiếp cận.
Quan trọng hơn, chi phí năng lượng để di chuyển đến đó rồi quay về đủ thấp để khiến nhiệm vụ có tính khả thi thực tế.
Điều đáng chú ý là nghiên cứu này không đơn thuần mang tính lý thuyết viển vông. Nó được xây dựng dựa trên các công nghệ động cơ, tính toán quỹ đạo và khai thác tài nguyên mà ngành công nghiệp không gian hiện nay đang phát triển.
Kỷ nguyên kinh tế không gian đang đến gần
Dù vậy, các nhà khoa học cũng nhấn mạnh rằng nhân loại vẫn còn cách rất xa thời điểm xuất hiện mỏ khai thác tiểu hành tinh đầu tiên.
Hàng loạt thách thức lớn vẫn tồn tại, từ robot khai thác tự động, công nghệ luyện kim ngoài không gian cho tới khả năng vận chuyển vật liệu xuyên Hệ Mặt Trời. Ngoài ra, bài toán pháp lý và quyền sở hữu tài nguyên ngoài không gian cũng chưa có lời giải rõ ràng.
Tuy nhiên, ý nghĩa lớn nhất của nghiên cứu nằm ở chỗ nó chứng minh rằng bài toán này hoàn toàn có thể giải được.
Trong nhiều năm, ý tưởng khai thác tiểu hành tinh thường bị xem là quá đắt đỏ và phi thực tế. Nhưng giờ đây, các mô hình tính toán cho thấy một chuỗi cung ứng không gian phục vụ sao Hỏa có thể vận hành hiệu quả nếu tận dụng đúng nguồn tài nguyên tự nhiên ngoài Trái Đất.
Nếu điều đó trở thành hiện thực, tương lai của ngành công nghiệp không gian sẽ thay đổi hoàn toàn.
Các tiểu hành tinh không chỉ là những khối đá lang thang vô dụng, mà có thể trở thành “mỏ tài nguyên chiến lược” cho nền văn minh liên hành tinh đầu tiên của loài người.
Một ngày nào đó, khi con người xây dựng được những thành phố đầu tiên trên sao Hỏa, các kỹ sư và phi hành gia có lẽ sẽ không phải những người duy nhất được ca ngợi.
Đằng sau sự tồn tại của cả thuộc địa có thể là một hệ thống hậu cần khổng lồ hoạt động âm thầm giữa các tiểu hành tinh và Hành tinh Đỏ, một mạng lưới vận tải không gian từng chỉ tồn tại trong trí tưởng tượng của các nhà làm phim Hollywood.
(Theo SciTechDaily, Space, LiveScience)
Bước ngoặt thập kỷ tới: con người sẽ sinh sống trên Mặt Trăng?Các sứ mệnh Artemis tiếp theo sẽ thiết lập một căn cứ lâu dài trên Mặt Trăng và đặt ra mục tiêu lớn hơn: đưa con người lên sao Hỏa.
.svg){kind=icon}
