Mỹ muốn khai thác Heli-3 trên Mặt trăng: 100 tấn đủ phát điện cho cả thế giới

Tất cả chúng ta đều đã nghe nói về những cuộc chạy đua vũ trang, chạy đua vào vũ trụ, thậm chí chạy đua hòa bình.

Nhưng có một cuộc chạy đua hoàn toàn nằm ngoài tầm quan sát của công chúng. Đó là cuộc đua xác định ai sẽ là người đầu tiên khai thác được Heli-3 trong vũ trụ với số lượng đáng kể để phát triển các lò phản ứng tổng hợp hạt nhân không tạo ra chất thải hạt nhân nguy hại và các chất ô nhiễm khác. 

Các chuyên gia cảnh báo, cuộc chiến bí mật đang diễn ra nhằm thiết lập cơ sở khai thác năng lượng trong không gian có khả năng chứng kiến Trung Quốc và Nga hợp lực để ngăn chặn Mỹ.

“Không gian bên ngoài chứa nguồn năng lượng và nguyên liệu thô gần như vô hạn, từ nhiên liệu Heli-3 trên Mặt trăng cho các lò phản ứng nhiệt hạch sạch, đến kim loại nặng và khí dễ bay hơi từ các tiểu hành tinh, có thể thu gom để sử dụng trên Trái đất và trong không gian”, cựu chuyên gia phân tích không gian của CIA (Cục Tình báo trung ương Mỹ) Tim Chrisman cho biết.

Ông Chrisman cũng từng phục vụ trong tình báo quân đội và là nhà đồng sáng lập của Quỹ “Foundation for the Future”, một nhóm vận động về giáo dục khoa học và thiết lập cơ sở hạ tầng để sống và làm việc trong không gian. Ông nói với tờ Jerusalem Post trong một cuộc phỏng vấn: “Trung Quốc gần như chắc chắn sẽ sử dụng bất kỳ nguồn lực nào mà họ có thể có để cạnh tranh trong cuộc đua này”. 

Cựu chuyên gia phân tích không gian của CIA Tim Chrisman: "Vũ trụ chứa nguồn năng lượng và nguyên liệu thô gần như vô hạn".

Ông Chrisman cho rằng, Bắc Kinh đang tiến tới những cuộc cách mạng tiềm năng trong lĩnh vực khai thác năng lượng và vật liệu trong không gian. Họ có thể khiến Mỹ tụt lại phía sau.

Trung Quốc có lợi thế vì các thành phần kinh tế và quân sự của họ hầu như không thể tách rời. Trong khi đó, Mỹ phải đối mặt với thách thức lớn hơn là tập hợp và thống nhất các khía cạnh khác nhau của sức mạnh quốc gia để theo đuổi một sứ mệnh lâu dài đầy thử thách.

Chuyên gia Chrisman nhận xét, về đích trước trong cuộc đua giành Heli-3 có thể giống như phóng vệ tinh đầu tiên trong cuộc chạy đua vũ trụ của Nga và Mỹ.

“Đó sẽ là một chiến thắng lớn về chính trị và ngoại giao. Chiến thắng đó phụ thuộc rất nhiều vào cách mà Heli-3 có thể được khai thác, nếu nó có thể nhanh chóng được sử dụng cho nguồn điện và năng lượng [tại chỗ] hoặc được đưa trở lại Trái đất một cách an toàn. Nó mở ra tiềm năng cho những thay đổi mạnh mẽ ”, ông Chrisman nhận định.

Heli-3 là một đồng vị heli nhẹ, không phóng xạ với 2 proton và 1 neutron (heli thông thường có 2 proton và 2 neutron). Nhiều suy đoán đã được đưa ra về khả năng heli-3 là nguồn năng lượng trong tương lai.
Không giống như hầu hết các phản ứng tổng hợp hạt nhân khác, phản ứng tổng hợp của các nguyên tử heli-3 giải phóng một lượng lớn năng lượng mà không khiến vật liệu xung quanh bị nhiễm phóng xạ. Tuy nhiên, nhiệt độ cần thiết để đạt được phản ứng tổng hợp heli-3 cao hơn nhiều so với phản ứng tổng hợp truyền thống. Heli-3 được cho là có nhiều trên Mặt trăng hơn so với Trái Đất. Nó được nhúng vào tầng trên của lớp đất Mặt trăng bởi gió Mặt trời trong hàng tỷ năm, mặc dù vẫn ít hơn nhiều so với trong các hành tinh khí khổng lồ trong hệ Mặt trời.
Các nhà khoa học cho biết hai tàu con thoi chở đầy Heli-3 trong khoang hàng – tức khoảng 40 tấn khí - có thể cung cấp năng lượng cho nước Mỹ trong một năm với tốc độ tiêu thụ hiện tại.

Giáo sư Ouyang Ziyuan, nhà khoa học chính của Chương trình Khám phá Mặt trăng Trung Quốc, gần đây cho biết, Mặt trăng rất giàu Heli-3 và nguồn cung này có thể “giải quyết nhu cầu năng lượng của nhân loại trong ít nhất khoảng 10.000 năm”.

Một số tổ chức lớn ở Trung Quốc hiện đang nghiên cứu các loại đá được thu thập từ Mặt trăng bởi sứ mệnh Thường Nga 5 để nghiên cứu, bao gồm đánh giá vật liệu này như một nguồn năng lượng nhiệt hạch tiềm năng.

Tàu Thường Nga 5 của Trung Quốc khi chuẩn bị tiếp đất Mặt trăng. (Ảnh: CGTN)

Tàu Thường Nga 5, được phóng vào tháng 11/2020, đã mang 1,73 kg vật chất từ Mặt trăng về Trái đất vào tháng 12 năm ngoái. Một lô đầu tiên gồm 31 mẫu, tổng trọng lượng gần 17,5 gam, bao gồm các loại hạt mịn, các mảnh đá bazan và thủy tinh, đã được chuyển đến 13 cơ sở Trung Quốc vào tháng 7 năm nay.

“Mục tiêu chính của nghiên cứu là xác định hàm lượng Heli-3 trong đất Mặt trăng, các thông số khai thác của Heli-3, cho thấy chúng ta có thể chiết xuất heli ở nhiệt độ nào và Heli-3 đã gắn vào đất trên Mặt trăng như thế nào”, Huang Zhixin, một nhà nghiên cứu thuộc Phòng Khoa học và Công nghệ của Viện Nghiên cứu Địa chất Urani ở Bắc Kinh, phát biểu trên Đài truyền hình quốc gia Trung Quốc vào cuối tháng 8.

Trong khi đó, bên phía Mỹ, công ty Solar System Resources đã ký hợp đồng cung cấp 500 kg Heli-3 được khai thác từ Mặt Trăng cho Tập đoàn Hạt nhân Mỹ trong thời gian từ 2028-2032.

Không giống như Trái đất, được bảo vệ bởi từ trường, Mặt trăng bị bắn phá bởi một lượng lớn Heli-3 từ gió Mặt trời. Lượng Heli-3 lắng đọng trên Mặt trăng vì thế nhiều hơn trên Trái đất rất nhiều. Ước tính trữ lượng dự trữ Heli-3 trên Trái đất chỉ khoảng 500 kg, khó có thể đáp ứng được nhu cầu của nhân loại. Trong khi đó, đất trên bề mặt Mặt Trăng chứa ít nhất 1 triệu tấn Heli-3. Các chuyên gia đã tính toán rằng 100 tấn Heli-3 có thể đáp ứng nhu cầu điện năng của thế giới trong một năm, và 1 triệu tấn là đủ cho 10.000 năm!

Bản thân công nghệ lò phản ứng nhiệt hạch đã bị mắc kẹt với nhiều trở ngại khác nhau trong nhiều thập kỷ qua. Nhưng một số chuyên gia cho rằng nguồn cung cấp đáng kể Heli-3 có thể là yếu tố “thay đổi cuộc chơi” cần thiết. 

NASA đang nghiên cứu các căn cứ di động trên Mặt Trăng có thể di chuyển bằng bánh xe hoặc thậm chí bằng chân, tăng cường độ an toàn cho khu vực hạ cánh, cung cấp khả năng dự phòng của thiết bị và cải thiện tỷ lệ thực hiện các khám phá quan trọng. (Ảnh: NASA)

Ông Chrisman cho biết, Trung Quốc đang trên đường khởi động một trạm năng lượng Mặt trời trên vũ trụ quy mô megawatt vào khoảng năm 2030, với các cuộc thử nghiệm quan trọng sẽ diễn ra vào năm 2022.

Về phần Mỹ, chính quyền cựu Tổng thống Trump đã tích cực quan tâm đến không gian, thông báo rằng Mỹ sẽ đưa các phi hành gia trở lại Mặt trăng vào năm 2024 và thành lập Lực lượng Vũ trụ như một nhánh mới nhất của quân đội Mỹ.

Mỹ cũng đề xuất khung pháp lý toàn cầu cho việc khai thác trên Mặt trăng, được gọi là Hiệp định Artemis, khuyến khích khai thác vệ tinh tự nhiên của Trái đất và các thiên thể khác với mục đích thương mại. Hiệp định Artemis đã được ký kết bởi Australia, Canada, Anh, Nhật Bản, Luxembourg, Italy và UAE.

Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) đã có kế hoạch xây dựng một căn cứ cố định trên quỹ đạo Mặt trăng được gọi là Gateway, tương tự như ISS. Từ đó, cơ quan này hy vọng sẽ xây dựng một căn cứ trên bề mặt Mặt Trăng, nơi họ có thể khai thác các nguồn tài nguyên cần thiết để đưa các phi hành gia đầu tiên lên sao Hỏa.

Năm 2019, Trung Quốc đã đi vào lịch sử khi trở thành quốc gia đầu tiên hạ cánh tàu thăm dò ở vùng tối của Mặt trăng. Nước này đã chọn một cách tiếp cận khác trong cuộc đua năng lượng vũ trụ. Kể từ khi Hiệp định Artemis lần đầu tiên được công bố, Bắc Kinh đã tiếp cận Nga để hợp tác xây dựng cơ sở nghiên cứu về Mặt trăng.