Khu vực cực Nam Mặt Trăng - nơi NASA và nhiều cơ quan không gian tin rằng tồn tại các lớp băng nước cổ đại trong những vùng tối vĩnh viễn. Ảnh: NASA.

Năm 1848, cơn sốt vàng California đã kéo hàng trăm nghìn người đổ về miền Tây nước Mỹ. Hơn một thế kỷ sau, con người lại lao xuống đáy đại dương để tìm những “kho báu kim loại” phục vụ xe điện và công nghệ cao.

Giờ đây, cuộc tìm kiếm ấy đang tiến thêm một bước chưa từng có trong lịch sử: hướng ra ngoài Trái Đất.

Trong nhiều năm, Mặt Trăng thường được coi như biểu tượng của khoa học không gian hay các chuyến thám hiểm mang tính chính trị. Nhưng cùng với sự phát triển của công nghệ và cuộc cạnh tranh tài nguyên toàn cầu, giới nghiên cứu bắt đầu nhìn thiên thể này theo một cách rất khác: một kho dự trữ tài nguyên khổng lồ cho tương lai nhân loại.

“Vàng” thật sự của Mặt Trăng là nước

Các mẫu đất đá do các sứ mệnh Apollo của NASA mang về từ Mặt Trăng đã cho thấy sự hiện diện của nhiều nguyên tố kim loại như vàng, bạc, platinum, palladium và titanium. Tuy nhiên, hàm lượng vàng trên Mặt Trăng cực kỳ thấp, chỉ tồn tại ở dạng vết bên trong các hạt bụi và đá hình thành sau hàng tỷ năm va chạm thiên thạch.

Điều đó khiến ý tưởng “đào vàng trên Mặt Trăng” gần như không khả thi về mặt kinh tế với công nghệ hiện nay. Nói cách khác, nhân loại đã tìm thấy vàng trên Mặt Trăng từ hơn nửa thế kỷ trước, nhưng thứ khiến các cường quốc không gian thật sự quan tâm lại không phải những hạt vàng ấy.

Năm 2018, NASA công bố những bằng chứng rõ ràng về sự tồn tại của băng nước tại các khu vực tối vĩnh viễn ở cực Nam Mặt Trăng. Đây được xem là một trong những phát hiện quan trọng nhất của ngành thám hiểm không gian nhiều thập niên qua, bởi nó làm thay đổi hoàn toàn cách con người nhìn nhận về giá trị kinh tế và chiến lược của Mặt Trăng.

Lý do rất đơn giản: trên Mặt Trăng, nước có thể quý hơn vàng.

Không chỉ dùng để uống hay duy trì sự sống cho các phi hành gia, nước còn có thể được tách thành hydro và oxy - hai thành phần chính của nhiên liệu tên lửa. Điều này đồng nghĩa với việc trong tương lai, con người có thể sản xuất nhiên liệu trực tiếp trên Mặt Trăng thay vì phải vận chuyển toàn bộ từ Trái Đất với chi phí khổng lồ.

Hiện nay, việc đưa vật liệu lên không gian vẫn cực kỳ đắt đỏ. Chỉ riêng chi phí vận chuyển nước từ Trái Đất đã có thể tiêu tốn hàng triệu USD cho mỗi chuyến bay. Trong bối cảnh đó, một nguồn nước tồn tại ngay trên Mặt Trăng đồng nghĩa với khả năng giảm đáng kể chi phí cho các chương trình không gian dài hạn.

Nếu khai thác được nước ngay tại chỗ, Mặt Trăng có thể trở thành một trạm tiếp nhiên liệu ngoài không gian, căn cứ trung chuyển cho các sứ mệnh tới sao Hỏa, thậm chí là nền móng đầu tiên cho những khu định cư lâu dài ngoài Trái Đất. Một số chuyên gia còn cho rằng, nước trên Mặt Trăng có thể đóng vai trò tương tự dầu mỏ trong kỷ nguyên chinh phục không gian tương lai.

Chính vì vậy, nhiều nhà nghiên cứu gọi nước trên Mặt Trăng là “vàng lỏng của kỷ nguyên không gian” - thứ tài nguyên có thể quyết định khả năng sinh tồn và mở rộng của con người ngoài Trái Đất trong thế kỷ XXI.

Các sứ mệnh Apollo đã mang về những mẫu đất đá đầu tiên cho thấy sự hiện diện của nhiều nguyên tố kim loại trên Mặt Trăng, bao gồm vàng, bạc và titanium. Ảnh: NASA.

Helium-3 và giấc mơ năng lượng vô tận

Nếu nước được xem là “vàng lỏng” của kỷ nguyên không gian, thì Helium-3 có lẽ là thứ mà nhiều nhà khoa học gọi là “vàng năng lượng”.

Đây là một đồng vị cực hiếm của helium trên Trái Đất nhưng lại được cho là tồn tại với số lượng rất lớn trong lớp bụi đá bao phủ bề mặt Mặt Trăng. Nguyên nhân nằm ở chỗ Mặt Trăng gần như không có từ trường và khí quyển đủ mạnh để ngăn chặn gió Mặt Trời. Trong suốt hàng tỷ năm, các hạt mang Helium-3 từ Mặt Trời đã liên tục bắn vào bề mặt Mặt Trăng và tích tụ trong lớp bụi đá gọi là regolith.

Điều khiến Helium-3 trở nên đặc biệt nằm ở tiềm năng sử dụng trong phản ứng nhiệt hạch - công nghệ được kỳ vọng sẽ tạo ra nguồn năng lượng gần như vô hạn, sạch hơn rất nhiều so với điện hạt nhân truyền thống và ít tạo ra chất thải phóng xạ nguy hiểm.

Trong nhiều năm qua, Helium-3 gần như trở thành “giấc mơ năng lượng” của ngành công nghệ không gian. Theo một số nghiên cứu và báo cáo năng lượng được trích dẫn rộng rãi, chỉ khoảng 1 tấn Helium-3 có thể tạo ra lượng năng lượng tương đương khoảng 15 triệu tấn dầu mỏ.

Con số ấy đủ để khiến Helium-3 trở thành một trong những tài nguyên được nhắc tới nhiều nhất trong các cuộc thảo luận về khai khoáng ngoài Trái Đất. Nếu công nghệ nhiệt hạch trong tương lai đạt bước đột phá, Mặt Trăng có thể không chỉ là một vệ tinh tự nhiên của Trái Đất, mà còn trở thành “trạm năng lượng” chiến lược của nhân loại.

Tuy nhiên, cũng giống như vàng trên Mặt Trăng, rào cản lớn nhất hiện nay vẫn nằm ở công nghệ. Nhân loại vẫn chưa sở hữu lò phản ứng nhiệt hạch thương mại hoạt động bằng Helium-3. Điều đó đồng nghĩa với việc “mỏ vàng năng lượng” này hiện vẫn chủ yếu tồn tại trong các phòng thí nghiệm, kế hoạch nghiên cứu và những chiến lược dài hạn của ngành công nghiệp không gian.

Ngoài nước và Helium-3, giới nghiên cứu còn đặc biệt quan tâm tới các kim loại công nghiệp và kim loại quý trên Mặt Trăng. Các mẫu đất đá do NASA mang về cho thấy sự hiện diện của titanium, sắt, chromium, platinum, palladium cùng nhiều nguyên tố hiếm khác.

Trong đó, titanium là một trong những nguyên tố được chú ý nhất. Một số vùng bazan trên Mặt Trăng được cho là có hàm lượng titanium cao hơn đáng kể so với nhiều khu vực trên Trái Đất. Đây là kim loại đặc biệt quan trọng đối với ngành hàng không, quốc phòng và công nghệ vũ trụ nhờ đặc tính nhẹ nhưng có độ bền rất cao.

Trong khi đó, các kim loại thuộc nhóm bạch kim như platinum hay palladium lại đóng vai trò quan trọng trong ngành điện tử, chip bán dẫn, pin nhiên liệu và công nghệ hydrogen - những lĩnh vực được xem là nền tảng của nền kinh tế công nghệ cao trong tương lai.

Dù hoạt động khai thác thương mại trên Mặt Trăng vẫn còn ở rất xa hiện thực, nhiều nghiên cứu hiện nay cho rằng vệ tinh tự nhiên này có thể trở thành một trong những nguồn tài nguyên chiến lược dài hạn quan trọng nhất của nhân loại trong thế kỷ XXI.

NASA và nhiều công ty không gian đang nghiên cứu công nghệ robot tự hành, khai thác tài nguyên và xây dựng căn cứ lâu dài trên Mặt Trăng trong tương lai. Ảnh minh họa: NASA.

Cuộc săn tài nguyên ngoài Trái Đất bắt đầu?

Điều đáng chú ý là khai khoáng Mặt Trăng không còn là ý tưởng của khoa học viễn tưởng.

NASA hiện đang triển khai chương trình Artemis với mục tiêu đưa con người quay trở lại Mặt Trăng và xây dựng sự hiện diện lâu dài tại đây trong những năm tới. Trong khi đó, Trung Quốc cũng đang thúc đẩy mạnh các chương trình nghiên cứu và kế hoạch xây dựng căn cứ tại cực Nam Mặt Trăng - khu vực được đánh giá có tiềm năng chứa băng nước lớn nhất.

Song song với các cơ quan không gian quốc gia, nhiều công ty tư nhân trong ngành công nghiệp vũ trụ cũng đã bắt đầu thử nghiệm các công nghệ phục vụ khai khoáng ngoài Trái Đất. Từ robot tự hành có khả năng đào lớp bụi đá trên bề mặt Mặt Trăng, hệ thống xử lý tài nguyên trong môi trường chân không cho tới công nghệ in 3D sử dụng bụi Mặt Trăng để xây dựng công trình, tất cả đang cho thấy nhân loại đã bắt đầu chuẩn bị nghiêm túc cho kỷ nguyên khai khoáng không gian.

Theo một số kế hoạch nghiên cứu hiện nay, các hệ thống khai thác thử nghiệm đầu tiên có thể bắt đầu được vận hành trong giai đoạn đầu thập niên 2030. Điều đó cho thấy “cuộc săn tài nguyên ngoài Trái Đất” không còn là câu chuyện của nhiều thế kỷ sau, mà đang dần bước vào hiện thực.

Tuy nhiên, giữa tham vọng và khả năng thực tế vẫn tồn tại khoảng cách rất lớn.

Môi trường Mặt Trăng khắc nghiệt hơn nhiều so với các hoạt động khai khoáng trên Trái Đất hay thậm chí dưới đáy đại dương. Không có khí quyển bảo vệ, nhiệt độ trên bề mặt Mặt Trăng có thể dao động cực lớn giữa ngày và đêm. Đặc biệt, bụi Mặt Trăng được xem là một trong những thách thức nghiêm trọng nhất. Những hạt bụi cực nhỏ nhưng sắc nhọn này có khả năng bám vào thiết bị, mài mòn máy móc, phá hủy hệ thống kỹ thuật và gây nguy hiểm cho cả phi hành gia.

Ngoài ra, chi phí logistics vẫn là rào cản khổng lồ. Theo nhiều ước tính, chỉ riêng việc đưa 1 tấn thiết bị lên Mặt Trăng đã có thể tiêu tốn hàng chục triệu USD. Một trạm khai khoáng cơ bản trong tương lai có thể cần tới hàng chục tấn robot, máy móc và hệ thống hỗ trợ sự sống hoạt động liên tục trong môi trường khắc nghiệt ngoài không gian.

Đó là chưa kể tới những câu hỏi pháp lý mà nhân loại vẫn chưa có lời giải rõ ràng.

Theo Hiệp ước Không gian năm 1967, không quốc gia nào được tuyên bố chủ quyền đối với Mặt Trăng hay các thiên thể ngoài Trái Đất. Tuy nhiên, hiệp ước này cũng chưa thực sự làm rõ ai sẽ sở hữu các tài nguyên được khai thác, doanh nghiệp tư nhân có quyền khai thác tới đâu và ai sẽ kiểm soát những “mỏ tài nguyên ngoài không gian” trong tương lai.

Ở một góc độ nào đó, nhân loại có thể đang bước vào một “miền Tây hoang dã” mới của thế kỷ XXI - nơi các cường quốc và tập đoàn công nghệ bắt đầu cạnh tranh để giành quyền tiếp cận những nguồn tài nguyên ngoài Trái Đất.

Trong hàng nghìn năm, lịch sử văn minh nhân loại luôn gắn liền với các cuộc săn tìm tài nguyên. Từ vàng sa khoáng trong lòng suối, những mỏ bạc khổng lồ ở Nam Mỹ, dầu mỏ Trung Đông cho tới các “kho báu kim loại” dưới đáy đại dương, mỗi cuộc khai khoáng đều góp phần định hình trật tự kinh tế và quyền lực của từng thời đại.

Giờ đây, hành trình ấy có thể đang tiến tới một biên giới mới.

Mặt Trăng có thể chưa phải nơi giàu vàng nhất mà con người từng tìm thấy. Nhưng nó có thể trở thành trạm trung chuyển năng lượng đầu tiên ngoài Trái Đất, nguồn nhiên liệu cho các sứ mệnh không gian tương lai và nền móng cho nền kinh tế ngoài không gian của nhân loại trong nhiều thế kỷ tới. Sau hàng nghìn năm đào sâu xuống lòng đất và tiến ra đại dương, có lẽ con người đang chuẩn bị mở cuộc khai khoáng lớn nhất lịch sử - ngoài Trái Đất.

Trong lịch sử, nơi nào xuất hiện tài nguyên, nơi đó xuất hiện cạnh tranh quyền lực. Nếu điều đó đúng với vàng, bạc và dầu mỏ trên Trái Đất, rất có thể nó cũng đúng với băng nước và Helium-3 trên Mặt Trăng.

Thiên Hương