Trung Quốc bắt đầu đóng gạch từ đất Mặt Trăng, sẵn sàng cho kế hoạch xây dựng căn cứ vào năm 2028

Các nhà khoa học Trung Quốc đang phát triển một thiết bị có thể nung chảy đất Mặt Trăng và biến chúng thành những viên gạch có độ bền gấp 3 lần gạch đỏ và bê tông trên Trái Đất.

Công việc được thực hiện như một phần trong kế hoạch xây dựng căn cứ trên Mặt Trăng của Trung Quốc vào năm 2028.

"Chúng tôi đã phát triển thiết bị đầu tiên trên thế giới có khả năng sản xuất gạch từ đất Mặt Trăng. Hệ thống này khai thác ánh sáng Mặt Trời, thu thập và truyền năng lượng Mặt Trời bằng sợi quang", Wu Weiren, kiến trúc sư trưởng Chương trình thám hiểm Mặt Trăng của Trung Quốc cho biết.

"Bằng việc hội tụ ánh sáng Mặt Trời, chúng tôi có thể đạt được nhiệt độ từ 1.400 đến 1.500 độ C, đủ để làm nóng chảy đất Mặt Trăng. Sau đó, thiết bị của chúng tôi sử dụng công nghệ in 3D để định hình vật liệu nóng chảy thành gạch, với nhiều thông số kỹ thuật khác nhau.

Cách tiếp cận này cho phép chúng tôi tận dụng tài nguyên sẵn có trên Mặt Trăng, không cần phải vận chuyển nước và những vật liệu khác từ Trái Đất".

Trước đó, nhiệm vụ nghiên cứu gạch Mặt Trăng đã được Trung Quốc giao cho Đại học Khoa học và Công nghệ Trung ương (HUST), như một phần của chiến lược "sử dụng tài nguyên tại chỗ".

Chúng ta biết khi xây dựng các căn cứ ngoài hành tinh, việc vận chuyển nguyên vật liệu từ Trái Đất ra ngoài vũ trụ tạo ra một thách thức vô cùng lớn về mặt hậu cần cũng như chi phí.

Các nhà khoa học, do đó, cần hướng đến việc tận dụng các nguồn tài nguyên sẵn có trên ví dụ như bụi Mặt Trăng, đất Sao Hỏa, thậm chí cả không khí trên đó để làm nguyên vật liệu xây dựng.

Các nguyên vật liệu này không chỉ cần phải đảm bảo độ vững chắc, mà còn phải có độ bền vượt trội hơn rất nhiều so với vật liệu trên Trái Đất. Bởi điều kiện tồn tại của chúng trên Mặt Trăng cực kỳ khắc nghiệt.

Mặt Trăng không có khí quyển, nên phải hứng chịu bức xạ tới từ vũ trụ và Mặt Trời một cách trực tiếp. Nhiệt độ trên đó cũng dao động mạnh, trong khoảng từ 180 độ C vào ban ngày đến -190 độ C vào ban đêm.

Để tạo ra được một loại gạch có thể đứng vững trong các điều kiện khắc nghiệt đó, giáo sư Ding Lieyun, trưởng nhóm nghiên cứu tại Đại học Khoa học và Công nghệ Trung ương Trung Quốc đã nhắm đến việc khai thác anorthosite, một loại đá nguội đi từ dung nham núi lửa của Mặt Trăng làm nguyên liệu chính.

Anorthosite sẽ được pha trộn với bụi và một số thành phần đất khác có thể được tìm thấy gần khu vực hạ cánh dự kiến của tàu Hằng Nga 8, tàu vũ trụ có nhiệm vụ xây dựng căn cứ Mặt Trăng cho Trung Quốc vào năm 2028.

Tất cả các nguyên vật liệu này sau đó được đưa vào một cỗ máy nghiền mà Hằng Nga 8 mang theo. Chúng sẽ được nung nóng nhờ một modul tập trung năng lượng ánh sáng Mặt Trời, sử dụng gương phản xạ và sợi quang.

Điều kiện thuận lợi là Mặt Trăng không có khí quyển, do đó, bức xạ Mặt Trời có thể được thu thập với hiệu suất cao nhất. Chỉ riêng nhiệt độ bình thường vào ban ngày trên Mặt Trăng đã dao động trong khoảng 120-180 độ C.

Với modul hội tụ, nhiệt năng và quang năng sau đó có thể được tập trung và đẩy nhiệt độ nung trung bình lên tới 1.300 độ C, đủ để nung chảy anorthosite trở lại thành dung nham.

Giáo sư Lieyun sau đó thiết kế một thiết bị in 3D, có thể dùng dòng dung nham như mực in, tạo hình cho gạch Mặt Trăng. Những viên gạch được thiết kế theo dạng ghép mộng, tương tự như kỹ thuật ghép gỗ không cần đến đinh vít.

Do đó, chúng có thể được robot lắp đặt lại với nhau. Quá trình xây dựng này không cần đến xi măng hoặc chất kết dính – cả hai đều là các vật liệu phức tạp, chứa nước, khó có thể sản xuất ngay trên Mặt Trăng mà phải vận chuyển từ Trái Đất.

"Việc xây dựng nơi cư trú bên ngoài Trái Đất là điều cần thiết không chỉ cho nhiệm vụ thám hiểm không gian của toàn nhân loại, mà còn cho nhu cầu chiến lược của Trung Quốc với tư cách là một cường quốc vũ trụ", Lieyun cho biết.

Trung Quốc đã công bố một kế hoạch chi tiết cho các sứ mệnh hỗ trợ Hằng Nga 8 xây dựng căn cứ trên Mặt Trăng.

Theo đó, hai sứ mệnh Hằng Nga 5 (năm 2020) và Hằng Nga 6 (năm 2024) đã mang về tổng cộng 4 kg mẫu đất và đá Mặt Trăng giúp cung cấp dữ liệu địa chất và làm tiền đề phát triển các cỗ máy đóng gạch.

Tiếp theo, sứ mệnh Hằng Nga 7 dự kiến thực hiện năm 2026 sẽ khảo sát cực Nam Mặt Trăng, nơi có khả năng chứa nước dạng băng, một tài nguyên thiết yếu cho các khu định cư trong tương lai.

Đỉnh cao là sứ mệnh Hằng Nga 8 vào năm 2028, sẽ triển khai thiết bị in 3D để sản xuất gạch từ đất Mặt Trăng ngay tại chỗ, đánh dấu bước khởi đầu xây dựng Trạm Nghiên cứu Mặt Trăng Quốc tế (ILRS).

Sứ mệnh này được xem là nền tảng để đưa phi hành gia lên Mặt Trăng trước năm 2030, sau đó, sử dụng Mặt Trăng như một bàn đạp cho các nhiệm vụ nhắm tới Sao Hỏa mà Trung Quốc cũng đang tham vọng.