Không còn là chuyện viễn tưởng, việc khai thác khoáng sản trên tiểu hành tinh có thể diễn ra sớm hơn bạn tưởng

Tổng thống Donald Trump luôn bị ám ảnh với việc đưa nước Mỹ trở lại với việc khai thác than – nhưng các nhà khoa học và doanh nhân còn có các kế hoạch tham vọng hơn. Khi những nguồn tài nguyên quý giá trong trái đất đang dần cạn kiệt, các công ty lớn và NASA đang hướng lên bầu trời cao, và cuộc chạy đua khai thác các tiểu hành tinh trong hệ mặt trời đã bắt đầu.

Việc khai thác tài nguyên trong không gian nghe như một câu chuyện viễn tưởng, nhưng sự thực thì các bước phát triển lớn đã được tạo ra và việc đó gần hơn người ta tưởng rất nhiều: có thể tính bằng thập kỷ.

Về cơ bản, các tiểu hành tinh là những khối đá khổng lồ xung quanh mặt trời, và nhiều người cho rằng có chứa bạch kim, vàng, sắt và nhiều hơn nữa. Theo nghiên cứu của MIT, một tiểu hành tinh dài 500m có thể chứa lượng bạch kim nhiều gấp 175 lần sản lượng khai thác hàng năm trên Trái Đất.

Bạch kim, thứ kim loại quý có giá 33 USD/gram , được sử dụng nhiều trong đồ trang sức nhưng nó còn có giá trị hơn thế. Nó thường được dùng như chất xúc tác trong các xe ô tô hiện đại, trong các quy trình hóa học công nghiệp và trong nhiều thiết bị điện tử.

Nền kinh tế khai thác tiều hành tinh

Suy nghĩ thông thường là việc đi vào không gian và mang về những thứ cần thiết là một điều điên rồ về mặt kinh tế học. Nhưng các nhà phân tích lại không nghĩ vậy.

“Trong khi các rào cản tâm lý cho việc khai thác tiểu hành tinh là rất cao, những rào cản thực tế về tài chính và công nghệ lại thấp hơn nhiều.” Một báo cáo của Goldman Sachs cho biết.

Một nghiên cứu vào năm 2012 của Caltech cho thấy, chỉ tốn khoảng 2,6 tỷ USD để chụp bắt một tiểu hành tinh và đưa nó vào quỹ đạo gần Trái Đất, làm việc con người khám phá và dùng robot khai thác nó trở nên dễ dàng hơn. “Chúng tôi kỳ vọng rằng các hệ thống có thể được xây dựng với chi phí ít hơn, khi căn cứ vào các xu hướng trong chi phí về sản xuất tàu không gian và các cải thiện về công nghệ”, báo cáo của Goldman cho biết.

Nó cũng dự đoán rằng, kết quả cuối cùng sẽ làm chi phí thấp hơn nhiều: “Việc khai thác thành công tiểu hành tinh có khả năng tạo ra vùng trũng về giá bạch kim trên toàn cầu,” bằng cách tăng đáng kể nguồn cung.

Các sứ mệnh tiên phong

Năm 2016, NASA đã triển khai một sứ mệnh 7 năm tới một tiểu hành tinh chứa đá vôi có tên Bennu. Tàu vũ trụ Osiris REx sẽ vẽ lại bản đồ tiểu hành tinh đó trong hơn một năm và sau đó tiến lại gần để cho phép cánh tay robot thu thập các mẫu vật liệu để mang về Trái đất phân tích.

Cơ quan không gian này còn có kế hoạch phóng hai sứ mệnh robot riêng biệt, có tên Lucy và Psyche, trong vòng một thập kỷ tới, để gửi các thiết bị khám phá các tiểu hành tinh gần Sao Hỏa vả Sao Mộc.

Tranh vẽ concept cho 2 tầu vũ trụ robot Lucy và Psyche.

Một ngày nào đó, những sứ mệnh viễn tưởng đó có thể được nhớ tới như những dấu mốc của loài người trong việc khám phá các nguồn tài nguyên ngoài không gian. Các nhà khoa học và những doanh nghiệp khổng lồ hình dung rằng các sứ mệnh tương lai có thể bao gồm cả việc xây dựng những công ty sản xuất quan trọng trên các tiểu hành tinh để giúp duy trì và nâng cấp các phương tiện ngoài không gian mà không phải tốn chi phí quay về Trái Đất.

Nhưng trước khi con người và robot có thể thực sự chạm vào những tài nguyên quý giá đó, điều quan trọng nhất cần khám phá là nước – hay nói chính xác hơn, khả năng trích xuất nước từ các tảng đá đang bay đó.

Bên cạnh việc giải tỏa cơn khát cho các phi hành gia, người ta còn kỳ vọng có thể sử dụng nước để tạo ra nhiên liệu cho tên lửa bằng cách chuyển đổi chúng thành các nguyên tử Hydro và Oxy. Startup về khai thác không gian Planetary Resources đã thông báo kế hoạch thực hiện một sứ mệnh khảo sát ban đầu vào năm 2020 và tập trung vào nước.

Chris Lewicki, chủ tịch và CEO của Planetary Resources, cho biết: “Chúng tôi đã khám phá một số khả năng, và chúng tôi tập trung vào việc cung cấp tài nguyên cho con người và các sản phẩm ngoài không gian, và chúng tôi xem các tiểu hành tinh và nước trên chúng là bước đi ngay tiếp sau.”

Lewicki cho rằng năng lượng Mặt Trời sẽ là chìa khóa cho công nghệ để làm tan chảy nước bị mắc kẹt trong các tiểu hành tinh và sau đó phân tách các nguyên tố trong nó.

Biến nước thành nhiên liệu

Jay McMahon, trợ lý giáo sư tại Trung tâm nghiên cứu về Động lực vũ trụ thuộc Đại học Colorado, cho biết: “Có một ít phân tử nước bị kẹt trong các tảng đá, vì vậy ý tưởng ở đây là bạn làm nó nóng lên, tảng đá sẽ như nóng chảy ra và nước sẽ thoát ra dưới dạng hơi, còn bạn có thể thu được hơi nước đó.”

Martin Elvis, nhà thiên văn học cấp cao tại Trung tâm Harvard-Smithsonian về Vật lý thiên văn, cho biết: “Bạn sử dụng năng lượng mặt trời để phân chia nó lần nữa và sau đó bạn làm lạnh nó để chuyển thành dạng lỏng, cho cả hydrogen và oxygen, và tiếp đó bạn có thể đổ đầy thùng chứa của bất kỳ tên lửa nào đi qua.”

Concept về một trạm tiếp liệu khổng lồ cho các tàu vũ trụ.

Tầm nhìn lớn hơn ở đây là, một ngày nào đó, nhiên liệu có thể được lưu trữ tại các thùng chứa trong quỹ đạo Trái Đất – những nơi tàu vũ trụ có thể cập bến – hoặc được đưa lên bằng các tàu tiếp nhiên liệu cho các phương tiện khác, tương tự như các máy bay quân sự dùng để tiếp nhiên liệu giữa không trung.

Các công ty khai thác tiểu hành tinh, như Planetary Resources và đối thủ Deep Space Industries, đều đang đánh cược rằng việc trích xuất nước sẽ là chìa khóa cho thành công.

Những lợi ích toàn cầu từ công nghệ khai thác

Planetary Resources, startup tại Redmond, Washington, đã nhận được sự hậu thuẫn từ nhà đồng sáng lập Google, Larry Page, cho biết họ đã huy động được 21,1 triệu USD trong vòng gọi vốn vào năm ngoái. Startup này đang nhắm đến việc sử dụng tàu vũ trụ Arkyd và các hệ thống cảm biến, có khả năng định vị các tiểu hành tinh phù hợp với việc khai thác, cũng như nghiên cứu các hệ thống kinh tế quan trọng trên Trái Đất.

Công ty cho biết, công nghệ này sẽ có thể giám sát mùa màng và ống dẫn dầu, xác định các nguồn khoáng sản ở bên dưới bề mặt hành tinh, và thậm chí theo dõi các loài tảo độc và phát hiện các vụ cháy rừng từ khi chúng bắt đầu.

Trong khi đó, đối thủ của họ, công ty Deep Space Industries đã thông báo về kế hoạch có tên Prospector-1, sứ mệnh điều tra tiềm năng khai thác của một tiểu hành tinh dự kiến triển khai vào cuối thập kỷ này. Công ty đã phát triển hệ thống đẩy điện nhiệt của riêng họ, có tên gọi Comet, với việc sử dụng nước để làm nhiên liệu đẩy. Một lần nữa, điều này càng khiến họ quyết tâm hơn trong việc trích xuất nước từ đá.

Cùng lúc đó, theo Peter Stibrany, giám đốc kinh doanh của công ty cho biết, họ cũng đang bán một phiên bản khác của hệ thống đẩy, được sử dụng cho các vệ tinh nhỏ, với lần xuất xưởng đầu tiên vào tháng Tư năm ngoái.

“Điều này giúp chúng tôi trả được tiền thuê mướn và tiếp tục phát triển công nghệ đẩy của mình”, anh cho biết. Và công ty cũng trở thành nhà cung cấp vệ tinh chính cho hệ thống dẫn đường của startup HawkEye 360, được thiết kế để giám sát tần số vô tuyến từ không gian để đảm bảo an toàn và các mục đích khác.

Tham khảo Fastcompany