Cuộc đua tìm nước trên mặt trăng

Hàng loạt dự án lên mặt trăng đang diễn ra trên khắp thế giới, được thúc đẩy bởi những tham vọng mới về nghiên cứu khoa học và thám hiểm không gian sâu. Nhiều người nhắm đến cực Nam mặt trăng, nơi các nhà khoa học lần đầu tiên phát hiện dấu vết của băng nước vào năm 2008 và 2009.

Theo Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA), nước là nguồn tài nguyên quan trọng cho kế hoạch xây căn cứ trên mặt trăng trong tương lai. Một ngày nào đó, nước, ngoài vai trò dùng để uống, còn có thể trở thành thành phần quan trọng trong thiết bị làm mát, hoặc thậm chí làm nhiên liệu tên lửa cho các sứ mệnh hướng tới những nơi xa hơn trong hệ Mặt Trời. Nếu khai thác được những nguồn tài nguyên tự nhiên trên Mặt Trăng, con người sau này có thể sẽ không cần vận chuyển nhiên liệu cho tàu vũ trụ từ Trái Đất nữa.

"Nước là yếu tố then chốt đối với nhiều khía cạnh của cuộc sống trên mặt trăng", Csaba Palotai, phó giáo sư khoa học hành tinh tại Viện Công nghệ Florida, Mỹ, cho hay. "Người ta cho rằng có rất nhiều nước ở đó và đây là lý do chúng tôi đang thực hiện các sứ mệnh để xác định chính xác mặt trăng chứa bao nhiêu nước".

Dấu hiệu của nước ở cực Nam mặt trăng cũng làm dấy lên mối lo ngại về cách khai thác nguồn tài nguyên này. Giám đốc NASA Bill Nelson gần đây cho biết ông không muốn thấy các phi hành đoàn đổ bộ của Trung Quốc lên cực nam trước và tuyên bố chủ quyền đối với tài nguyên nước tại đây. Bắc Kinh trong khi đó lập luận rằng việc khám phá không gian sẽ thúc đẩy tất cả các quốc gia phát triển và mang lại lợi ích cho toàn nhân loại.

Các nhà nghiên cứu đã xác nhận nước tồn tại trên những phần khác của mặt trăng, trong đó có cả phần sáng và phần tối.

Con người lần đầu tiên hạ cánh thành công lên mặt trăng vào năm 1966 trong sứ mệnh của tàu vũ trụ Luna-9 Liên Xô. Ba năm sau, các phi hành gia Mỹ đã đi bộ trên mặt trăng.

Những nỗ lực của cả khu vực chính phủ và tư nhân, với công nghệ được cải tiến đáng kể, đang nhằm tới mục đích đưa nhiều tàu thám hiểm, tàu đổ bộ và phi hành gia hơn nữa lên mặt trăng để tiến hành thí nghiệm và khai phá. Phần tối của cực nam mặt trăng chưa được khám phá càng khiến giới nghiên cứu tò mò.

Nga đã phấn đấu để trở thành quốc gia đầu tiên hạ cánh một thiết bị xuống cực Nam mặt trăng. Nhưng hôm 20/8, các quan chức từ cơ quan vũ trụ Nga thông báo tàu Luna-25 của họ đã đâm vào mặt trăng khi thực hiện sứ mệnh này.

Tổ chức Nghiên cứu Vũ trụ Ấn Độ, tên gọi của cơ quan vũ trụ Ấn Độ, cũng vừa thực hiện kế hoạch hạ cánh một tàu đổ bộ trong sứ mệnh Chandrayaan-3 tới một địa điểm ở vùng cực nam mặt trăng. Tại đây, họ dự định sử dụng một chiếc xe tự hành mang tên Pragyan để thu thập các nguyên liệu và thực hiện thí nghiệm.

Mỹ cũng có kế hoạch triển khai tàu đổ bộ tới cực Nam mặt trăng, một phần thông qua chương trình của NASA rót tiền cho các công ty tư nhân.

Một trong những công ty đó, Astrobotic Technology, trụ sở tại Pittsburgh, đang lên kế hoạch đưa một tàu thám hiểm của NASA đến cực nam vào năm tới, nơi nó sẽ đo lường tài nguyên nước trên mặt trăng dồi dào đến đâu. Một con tàu khác, tàu đổ bộ Peregrine của Astrobotic, dự kiến được phóng vào cuối năm nay, mặc dù nó sẽ không tìm cách hạ cánh ở cực nam.

Tên lửa Soyuz cùng với tàu đổ bộ Luna-25 chuẩn bị xuất phát từ bệ phóng tại Nga hôm 20/8.

Cơ quan vũ trụ Nga Roscosmos cho biết thất bại hôm 20/8 xảy ra do họ không thể đưa Luna-25 vào quỹ đạo trước khi hạ cánh. Theo Yury Borisov, lãnh đạo cấp cao của Roscosmos, các động cơ đẩy trên tàu đã bị đốt cháy quá lâu trong quá trình bay, dẫn đến vụ tai nạn.

Công ty Ispace có trụ sở tại Tokyo, Nhật Bản, hồi tháng 4 ôm tham vọng trở thành công ty tư nhân đầu tiên hạ cánh tàu đổ bộ xuống miệng núi lửa Atlas, nằm ở bán cầu Bắc của mặt trăng. Tuy nhiên, con tàu đã gặp sai sót khi tính toán độ cao và cuối cùng hết nhiên liệu, đâm xuống bề mặt mặt trăng. Công ty cho biết họ đang thực hiện các thay đổi về trình tự hạ cánh cho những sứ mệnh tương lai.

Hạ cánh xuống mặt trăng không phải nhiệm vụ dễ dàng, chủ yếu là do bầu khí quyển mỏng của nó không chứa đủ không khí để làm chậm một con tàu đang hạ cánh, giống như cách mà những chiếc dù giúp làm chậm tàu vũ trụ khi quay trở lại Trái Đất.

NASA đang phối hợp cùng các công ty hàng không vũ trụ tư nhân của Mỹ để đưa tàu đổ bộ lên Mặt Trăng.

Thay vào đó, hạ cánh trên mặt trăng đòi hỏi tàu vũ trụ phải giảm vận tốc từ hàng nghìn km/h đến lúc dừng hẳn bằng cách sử dụng các động cơ để giữ cho nó không hạ xuống quá nhanh khi nó bị lực hấp dẫn của mặt trăng kéo vào. Giáo sư Palotai cho hay nhiên liệu cần thiết để kiểm soát quá trình hạ độ cao đó và mọi điều chỉnh quỹ đạo khác đều có hạn.

Nhật Bản và Nga không phải những quốc gia duy nhất gặp khó khăn với các cuộc đổ bộ lên mặt trăng gần đây. Năm 2019, sứ mệnh do tư nhân tài trợ của Israel đã kết thúc thất bại sau khi tàu vũ trụ Beresheet không thể làm chậm quá trình hạ cánh và đâm vào mặt trăng. Cuối năm đó, một tàu thăm dò từ sứ mệnh Chandrayaan-2 của Ấn Độ cũng đâm vào mặt trăng do sự cố với bộ phanh.

Tàu do thám Hằng Nga 5 được trưng bày tại Bảo tàng Không gian Trung Quốc.

Trung Quốc đã hạ cánh thành công ba tàu không người lái trên mặt trăng trong thập kỷ qua. Gần đây nhất, tàu thăm dò Hằng Nga 5 của Cơ quan Quản lý Vũ trụ Quốc gia Trung Quốc đã hạ cánh trên bề mặt mặt trăng và thu được nhiều mẫu vật quan trọng mang trở về Trái Đất.

Bắc Knh đang lên kế hoạch cho các sứ mệnh tiếp theo, bao gồm cả thám hiểm cực Nam mặt trăng, và các quan chức NASA đã coi chương trình không gian phát triển nhanh chóng của nước này là đối thủ cạnh tranh chính với họ.

NASA cũng có kế hoạch đưa các phi hành gia hạ cánh gần cực Nam mặt trăng, nằm trong chương trình thám hiểm kéo dài nhiều năm mang tên Artemis. Năm ngoái, họ cho biết đã xác định được 13 khu vực hạ cánh tiềm năng cho sứ mệnh Artemis III.

Phần cực nam chìm của mặt trăng tối hơn và lạnh hơn so với phía có ánh sáng Mặt Trời khiến quá trình đổ bộ trở nên khó khăn hơn. Ở đây, việc phân biệt các đặc điểm bề mặt trong lúc hạ cánh sẽ trở nên khó khăn hơn do bóng tối bao trùm.

Sứ mệnh Artemis III, hiện được ấn định tiến hành vào cuối năm 2025, sẽ yêu cầu các phi hành gia hạ cánh bằng tàu đổ bộ do công ty SpaceX của tỷ phú công nghệ Elon Musk thiết kế.