Trong một bước đi chiến lược táo bạo của Mỹ, quyền Giám đốc NASA Sean Duffy ngày 5/8/2025 đã công bố kế hoạch xây dựng một lò phản ứng phân hạch hạt nhân trên bề mặt Mặt Trăng vào năm 2030. Điều này sẽ giúp Mỹ giành lợi thế trên Mặt Trăng đúng vào thời điểm Trung Quốc dự định đưa phi hành gia của họ đáp xuống đây vào năm 2030.
Ngoài ý nghĩa địa chính trị, còn có nhiều lý do khác khiến bước đi này đặc biệt quan trọng. Nguồn năng lượng hạt nhân sẽ cần thiết cho các chuyến thám hiểm Sao Hỏa, nơi năng lượng Mặt Trời yếu hơn. Nó cũng có thể hỗ trợ xây dựng căn cứ Mặt Trăng, thậm chí một sự hiện diện lâu dài của con người tại đây, nhờ cung cấp nguồn điện ổn định trong những đêm dài và lạnh giá trên Mặt Trăng.
Khi con người tiến xa hơn vào hệ Mặt Trời, việc học cách sử dụng tài nguyên tại chỗ là điều then chốt để duy trì sự sống ngoài Trái Đất, bắt đầu từ “người hàng xóm” gần nhất – Mặt Trăng. NASA dự định ưu tiên lò phản ứng phân hạch làm nguồn năng lượng cần thiết để khai thác và tinh chế tài nguyên Mặt Trăng.
Tuy nhiên, có hai câu hỏi kể từ sau tuyên bố của Duffy. Thứ nhất, đâu là nơi tốt nhất để đặt lò phản ứng hạt nhân đầu tiên trên Mặt Trăng, nhằm chuẩn bị cho các căn cứ lâu dài? Thứ hai, NASA sẽ bảo vệ lò phản ứng như thế nào trước những đám bụi regolith (các mảnh đá vụn rời rạc trên bề mặt Mặt Trăng) bị thổi tung bởi tàu vũ trụ khi hạ cánh gần đó? Đây là hai vấn đề mấu chốt mà cơ quan này phải giải quyết trong quá trình phát triển công nghệ.
Đặt lò phản ứng ở đâu trên Mặt Trăng?
Lò phản ứng hạt nhân nhiều khả năng sẽ trở thành nguồn điện cho căn cứ Mặt Trăng đầu tiên do Mỹ dẫn đầu, hỗ trợ con người ở lại trong thời gian ngày càng dài. Để hỗ trợ hoạt động khám phá bền vững, việc sử dụng tài nguyên tại chỗ như nước và oxy cho sự sống, cũng như hydro và oxy để tiếp nhiên liệu cho tàu vũ trụ, có thể giảm đáng kể khối lượng vật chất phải mang từ Trái Đất, đồng thời cắt giảm chi phí.
Từ những năm 1990, các tàu thăm dò quỹ đạo Mặt Trăng đã phát hiện ra những hố tối vĩnh viễn ở các cực Bắc và Nam, nơi ánh sáng Mặt Trời không bao giờ chiếu tới. Các nhà khoa học hiện tin rằng những hố này chứa băng nước – nguồn tài nguyên sống còn cho các quốc gia muốn xây dựng sự hiện diện lâu dài. Chiến dịch Artemis của NASA cũng nhắm đến cực Nam để tận dụng băng nước tại đó.
Để hiệu quả, lò phản ứng phải được đặt gần các mỏ băng nước có thể tiếp cận, khai thác và tinh chế. Vấn đề là hiện nay chúng ta chưa có đủ thông tin chi tiết để xác định vị trí cụ thể.
Tin tốt là dữ liệu có thể được thu thập nhanh chóng. Sáu sứ mệnh quỹ đạo đã và đang thu thập dữ liệu liên quan, giúp xác định những điểm giàu tiềm năng về băng. Những dữ liệu này, kết hợp lại, có thể chỉ ra “ứng viên sáng giá” để các xe tự hành xuống kiểm chứng trực tiếp. Nhưng bước này không hề dễ dàng.
May mắn thay, NASA đã hoàn tất chế tạo xe tự hành VIPER (xe tự hành tìm kiếm và phân tích các chất bay hơi ở vùng cực – Volatiles Investigating Polar Exploration Rover), vượt qua mọi thử nghiệm môi trường và hiện đang được lưu trữ chờ phóng. VIPER sẽ khảo sát trực tiếp các vị trí hứa hẹn chứa băng nước dựa trên dữ liệu quỹ đạo. Với nguồn kinh phí đủ, NASA có thể thu được dữ liệu này chỉ trong một hoặc hai năm ở cả hai cực.
Làm thế nào để bảo vệ lò phản ứng?
Khi NASA đã chọn được vị trí tốt, họ phải tìm cách bảo vệ lò phản ứng khỏi tác động của tàu hạ cánh. Khi tàu vũ trụ tiếp cận bề mặt, chúng làm tung bụi và đá vụn (regolith). Những mảnh này có thể bào mòn mọi vật thể gần đó, trừ khi chúng được đặt sau những tảng đá lớn hoặc xa hơn đường chân trời (cách ít nhất 2,4 km trên Mặt Trăng).
Các nhà khoa học đã có bằng chứng về tác động này. Năm 1969, Apollo 12 hạ cánh cách tàu robot Surveyor 3 chỉ 163 mét. Surveyor 3 cho thấy bề mặt bị ăn mòn do bụi từ vụ hạ cánh. Các tàu Artemis sẽ lớn hơn nhiều, tạo ra bụi regolith mạnh hơn cả Apollo. Vì vậy, mọi thiết bị đặt sẵn đều cần được bảo vệ hoặc việc hạ cánh phải diễn ra ngoài đường chân trời.
Cho đến khi NASA phát triển được bệ phóng – hạ cánh chuyên dụng, việc tận dụng địa hình tự nhiên hoặc đặt thiết bị sau các tảng đá lớn có thể xem như như một giải pháp tạm thời. Tuy nhiên, về lâu dài, việc xây dựng bệ hạ cánh chuyên dụng là điều bắt buộc, bởi cần nhiều chuyến bay để xây dựng căn cứ Mặt Trăng. Lò phản ứng hạt nhân có thể cung cấp năng lượng cho quá trình xây dựng này, nhưng sẽ đòi hỏi sự chuẩn bị kỹ lưỡng và đầu tư lớn.
Khám phá không gian có người lái vốn rất phức tạp. Nhưng việc xây dựng cơ sở hạ tầng trên Mặt Trăng một cách thận trọng sẽ giúp con người làm được điều tương tự trên Sao Hỏa. Dù khó khăn nằm trong triển khai chi tiết, Mặt Trăng sẽ giúp NASA rèn luyện khả năng khai thác tài nguyên tại chỗ và xây dựng cơ sở hạ tầng, mở đường cho việc con người tồn tại và phát triển lâu dài ngoài Trái Đất.
Minh họa một căn cứ Mặt Trăng làm từ mô-đun bơm hơi. Ảnh: ESA
