Các nhà khoa học đã phát triển một công nghệ mới có thể chiết xuất nước từ đất Mặt Trăng, mở ra tiềm năng cứu cánh cho các nhà thám hiểm Mặt Trăng trong tương lai.
Phát hiện này, được công bố trên tạp chí Joule, có thể giúp giảm đáng kể chi phí khổng lồ của việc vận chuyển nước từ Trái Đất, vốn hiện lên tới 22.000 USD mỗi lít. Nếu được ứng dụng thành công ở quy mô lớn, công nghệ này có thể đóng vai trò thiết yếu trong việc hỗ trợ các sứ mệnh dài hạn của con người tới Mặt Trăng và xa hơn nữa.
Sử dụng các mẫu vật được tàu thăm dò Hằng Nga 5 của Trung Quốc mang về năm 2020, các nhà nghiên cứu đã chiết xuất được nước từ vật liệu Mặt Trăng và chứng minh rằng có thể kết hợp nước này với carbon dioxide để tạo ra những tài nguyên thiết yếu, bao gồm oxy cho phi hành gia hô hấp và các hợp chất chứa hydro có thể chuyển hóa thành nhiên liệu tên lửa.
“Chúng tôi chưa từng hình dung hết được ‘phép màu’ mà đất Mặt Trăng nắm giữ,” giáo sư Lu Wang, một trong các tác giả của công trình khoa học này và là nhà nghiên cứu tại Đại học Trung Quốc Hồng Kông ở Thâm Quyến, chia sẻ.
“Điều khiến chúng tôi bất ngờ nhất là sự thành công rõ rệt của phương pháp tích hợp này. Việc tích hợp chiết xuất nước từ Mặt Trăng và xúc tác CO₂ bằng quang – nhiệt trong một bước có thể nâng cao hiệu quả sử dụng năng lượng và giảm chi phí cũng như độ phức tạp khi xây dựng cơ sở hạ tầng.”
Công nghệ này sử dụng phương pháp quang – nhiệt – chuyển ánh sáng mặt trời thành nhiệt – để vận hành cả quá trình chiết xuất nước lẫn phản ứng hóa học.
Trong các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm, nhóm nghiên cứu đã sử dụng đất Mặt Trăng thật từ Hằng Nga 5 cùng với mẫu mô phỏng, cho tiếp xúc với CO₂ và ánh sáng tập trung trong một buồng phản ứng. CO₂ dùng trong quá trình chuyển hóa này, theo các tác giả, có thể dễ dàng thu được trên Mặt Trăng – từ hơi thở của phi hành gia.
Trước đây, các phương pháp chiết xuất nước từ bụi Mặt Trăng gồm nhiều bước phức tạp và tiêu tốn năng lượng, lại không kết nối trực tiếp với quá trình tạo ra các tài nguyên thiết yếu khác. Phương pháp tích hợp mới này cung cấp một hướng tiếp cận hiệu quả hơn, nhưng nhóm nghiên cứu thừa nhận vẫn còn nhiều thách thức phía trước.
Các thay đổi nhiệt độ cực đoan, mức phóng xạ cao và thành phần đất không đồng nhất trên Mặt Trăng đều gây khó khăn trong việc mở rộng công nghệ. Lượng CO₂ mà phi hành gia tạo ra từ việc hô hấp cũng có thể không đủ để đảm bảo chu trình tái chế tài nguyên hoàn chỉnh, và quá trình xúc tác hiện vẫn chưa đủ hiệu quả để duy trì sự sống một cách độc lập.
Dù vậy, bước tiến này vẫn được xem là một tín hiệu đầy hứa hẹn cho khả năng sống lâu dài trên Mặt Trăng. Trong bối cảnh quốc tế ngày càng quan tâm đến việc xây dựng sự hiện diện bền vững của con người tại đây – và sử dụng Mặt Trăng như bàn đạp cho các sứ mệnh thám hiểm không gian sâu – khả năng tận dụng nguồn nước sẵn có tại chỗ sẽ đóng vai trò then chốt.
Mẫu đá Hằng Nga 5 được trưng bày tại Bắc Kinh, Trung Quốc. Sứ mệnh đã đưa 1,7 kg vật liệu Mặt Trăng trở về Trái Đất năm 2020. Ảnh: Getty
