Các nhà khoa học đang tìm cách tạo ra nước từ đá mặt trăng

Tìm ra cách để tạo ra nước trên mặt trăng là vấn đề rất quan trọng đối với sự hiện diện của con người trên vệ tinh tự nhiên duy nhất của Trái Đất này.

Năm 1970, phi hành gia nổi tiếng Neil Armstrong dự đoán sẽ có người sống trong các căn cứ nghiên cứu trên mặt trăng giống kiểu căn cứ ở Nam Cực.

Và giờ đây, 10 năm sau cái chết của Armstrong (1930-2012), du lịch mặt trăng đã trở lại trong các chương trình nghị sự, với một loạt các nhà khoa học trên khắp thế giới đang nỗ lực làm việc để thực hiện nguyện vọng của NASA là đưa con người sống trên mặt trăng trong vòng một thập kỷ tới.

Trong số đó có một nhóm nghiên cứu đa ngành tại một trường đại học công lập Open University ở Anh đang tìm cách chiết xuất nước từ đá mặt trăng. Ý tưởng chung là điều này có thể tạo cơ sở cho sự hiện diện liên tục của con người trên mặt trăng.

Nhà khoa học dẫn đầu công trình, Giáo sư Mahesh Anand, dự kiến con người sẽ sống trên mặt trăng trong các trạm nghiên cứu tự duy trì. Điều này sẽ giúp con người dễ dàng khám phá sâu hơn vào hệ mặt trời, bao gồm cả sứ mệnh đầu tiên lên sao Hỏa.

“Đó là hành tinh láng giềng gần nhất của chúng ta, đó là thứ mà bạn có thể nhìn thấy bất cứ khi nào bầu trời quang đãng. Đối với tôi, không có gì tốt hơn là tiếp cận với người hàng xóm gần nhất này và tìm hiểu xem nó đang nắm giữ những bí mật gì. Và hóa ra mặt trăng có rất, rất nhiều bí mật, nhiều trong số đó có thể cho chúng ta biết về lịch sử của Trái đất”, ông nói.

Anand coi phía xa của mặt trăng là “một trong những bí ẩn lớn nhất của khoa học”.

Vị giáo sư này đã nghiên cứu các mẫu đá và bụi mặt trăng, được gọi là regolith, được thu thập trong các sứ mệnh ban đầu của Apollo trong hơn một thập kỷ qua. Trong một thời gian dài, các nhà khoa học tin rằng không có nước trên mặt trăng, nhưng nhóm của ông không chỉ đóng góp vào việc phát hiện ra nước trong đá mặt trăng mà còn thực hiện các thí nghiệm đun nóng trong đó nước có thể được tạo ra bằng cách cho hydro phản ứng oxy trong regolith.

Điều này phù hợp với dữ liệu vệ tinh cho thấy nước đóng băng ở các vùng cực lạnh của Mặt Trăng, và nó cũng thúc đẩy nghiên cứu sâu hơn của các nhà khoa học về cách phân tích và trích xuất dữ liệu này.

Các đồng nghiệp của Anand sẽ gửi một thiết bị mà họ đã thiết kế có tên là máy quang phổ khối ngoại quyển, để đo tầng ngoài vũ trụ của Mặt Trăng, trong sứ mệnh Artemis tiếp theo của NASA dự kiến tiến hành vào đầu năm 2023. Vào một ngày nào đó trong tương lai, có thể là năm 2025, họ sẽ sử dụng một sứ mệnh hỗ trợ khác để gửi lên mặt trăng các thiết bị để khoan vào đá, rút và phân tích nước.

Nghiên cứu về khai thác nước rất quan trọng vì các chi phí ước tính cho thấy cần khoảng 1 triệu USD để đưa một kilogam bất kỳ chất nào vào không gian. Do đó, việc khai thác nước sẽ tiết kiệm chi phí hơn nhiều.

Simeon Barber, nhà nghiên cứu của Open University dẫn đầu nhóm phát triển của các công cụ cho biết: “Nếu chúng ta có thể tìm thấy các nguồn tài nguyên để sống trên đó, chúng ta sẽ được giảm kích thước của chiếc ba lô mang theo bên mình.”

Các nhiệm vụ robot là một bước quan trọng đầu tiên. Theo Barber, trước khi đưa con người đến đó, chúng ta cần hiểu về môi trường, từ đó mở đường cho việc phát triển cơ sở hạ tầng công nghệ.

Anand cũng muốn các nhà nghiên cứu trên các hành tinh khác học hỏi từ những sai lầm đã mắc phải trên Trái đất bằng cách thực hiện một cách tiếp cận bền vững hơn. Nghiên cứu của ông bao gồm làm tan chảy bụi mặt trăng bằng lò vi sóng và sử dụng máy in 3D để chế tạo thiết bị xây dựng môi trường sống cho con người và trồng cây trong tro núi lửa, loại vật liệu tương tự như bụi mặt trăng.

Công trình này cũng có những ứng dụng trên Trái đất. Ông đã sử dụng công nghệ vi sóng được phát triển để tái xử lý bụi trên mặt trăng để chiết xuất các vật liệu có giá trị từ chất thải khai thác mỏ.

Roland Trautner, trưởng nhóm phát triển thiết bị không gian tại Cơ quan Vũ trụ Châu Âu, cho biết nghiên cứu của Open University cung cấp nền tảng cho một chương trình khám phá mặt trăng quy mô lớn mới của Châu Âu, một dự án đang “phát triển nhanh chóng”.

Trong vài thập kỷ, kinh phí dành cho các sứ mệnh mặt trăng rất hạn chế nhưng gần đây, điều này đã tăng trở lại ở một mức độ đáng kể. Một phần lý do là các quốc gia mới đang tập trung vào mặt trăng và đang gặt hái được các thành công bước đầu. Ở một mức độ nào đó, điều đó đã tạo ra một cuộc cạnh tranh mới, một cuộc đua mới lên mặt trăng.

Tuy nhiên, cuộc chạy đua vào không gian mới mang tính hợp tác hơn và được thúc đẩy bởi khoa học nhiều hơn là chính trị. Ông Trautner hy vọng các cuộc đổ bộ lên mặt trăng có người lái sẽ bắt đầu trong vòng 3 đến 5 năm tới, với các cơ sở nghiên cứu sẽ tiếp nhận khách du lịch vào năm 2040-2050.

“Lần đầu tiên kể từ sau chiến tranh lạnh, một chương mới đã bắt đầu. Đây là thời điểm thú vị cho khoa học và khám phá mặt trăng”, ông chia sẻ. “Đối với loài người, việc muốn thực hiện các bước tiếp theo là điều hoàn toàn tự nhiên.”

Lifehub tổng hợp