Để con người có thể định cư và sinh sống lâu dài trên Mặt trăng, các nhà khoa học phải giải quyết hai vấn đề lớn: tìm nguồn nước và tạo ra năng lượng. Hiện tại, Mỹ và Trung Quốc (có sự hỗ trợ từ Nga) đang trong một cuộc chạy đua khốc liệt để giải quyết bài toán năng lượng bằng cách xây dựng lò phản ứng hạt nhân trên Mặt trăng.
Hai siêu cường hiện đều đang thúc đẩy kế hoạch lắp đặt các nhà máy điện phân hạch trên bề mặt Mặt trăng. NASA của Mỹ đang đặt mục tiêu phóng hệ thống điện phân hạch bề mặt (Fission Surface Power – FSP) vào đầu những năm 2030, trong khi Trung Quốc và Nga lên kế hoạch xây dựng lò phản ứng hạt nhân Mặt trăng trong giai đoạn 2033-2035.
Nhưng đây không chỉ là cuộc đua quyền lực trong không gian. Nó còn là cuộc cạnh tranh để định hình luật lệ — và gặt hái lợi ích — tại vùng đất mới này. Ngày 23-4, một quan chức hàng đầu của ngành không gian Trung Quốc đã lần đầu tiên công khai thảo luận về tham vọng hạt nhân của nước này trên Mặt trăng.
Ông Wu Weiren, Tổng công trình sư chương trình thám hiểm Mặt trăng của Trung Quốc, nói với Reuters rằng ông hy vọng Trung Quốc và Nga sẽ cùng xây dựng một lò phản ứng nhằm cung cấp điện cho Trạm Nghiên cứu Mặt trăng Quốc tế (ILRS), dựa trên vai trò dẫn đầu toàn cầu của Nga trong công nghệ hạt nhân không gian.
“Một câu hỏi quan trọng đối với ILRS là nguồn cung cấp điện. Nga có lợi thế tự nhiên về các nhà máy điện hạt nhân, đặc biệt là khi triển khai vào không gian. Nga đang dẫn đầu thế giới và vượt trước Mỹ,” ông Wu nói.
Trong các cuộc phỏng vấn trước, ông cho biết Trung Quốc sẽ phóng hai tàu thám hiểm không người lái — Chang’e 7 và Chang’e 8 — lên Mặt trăng lần lượt vào các năm 2026 và 2028. Các phi hành gia Trung Quốc dự kiến sẽ đặt chân lên Mặt trăng vào khoảng năm 2030.
Ông nói Chang’e 7 sẽ tìm kiếm băng tại cực Nam Mặt trăng, còn Chang’e 8 sẽ thiết lập hệ thống viễn thông và năng lượng tại khu vực này. Ông cũng cho biết các khoáng chất trên Mặt trăng có thể được nung chảy ở nhiệt độ 1.400-1.500°C để tạo thành gạch, dùng xây dựng nhà ở cho dự án ILRS.
Tại một buổi thuyết trình ở Thượng Hải, kỹ sư trưởng nhiệm vụ năm 2028 – ông Pei Zhaoyu – cho biết nguồn cung năng lượng cho căn cứ Mặt trăng cũng có thể dựa vào các mảng pin mặt trời quy mô lớn, cùng hệ thống đường ống và dây cáp truyền tải nhiệt và điện được xây dựng trên bề mặt.
Ngày 5-3 năm ngoái, ông Yury Borisov – Tổng giám đốc Roscosmos, cơ quan vũ trụ kế thừa chương trình không gian Liên Xô – xác nhận Nga và Trung Quốc dự kiến lắp đặt lò phản ứng hạt nhân trên Mặt trăng trong giai đoạn 2033-2035.
Ông cho biết lò phản ứng sẽ phải được xây dựng bởi robot, và các giải pháp kỹ thuật cần thiết gần như đã sẵn sàng. Ông nhấn mạnh điện mặt trời không đủ để duy trì các khu định cư trên Mặt trăng, đồng thời khẳng định Nga không có kế hoạch đưa vũ khí hạt nhân vào không gian.
Một bài báo khoa học cho biết ILRS sẽ bao phủ khu vực bán kính tới 6 km, với vòng tròn bên trong có bán kính 1 km là trạm trung tâm, và khu vực hoạt động chính có bán kính 3 km.
NASA đang dẫn đầu với lộ trình hoàn chỉnh
Trong khi Trung Quốc và Nga mới chỉ đặt mục tiêu xây nhà máy hạt nhân trên Mặt trăng, NASA đã có lộ trình chi tiết.
Năm 2022, NASA đã trao ba hợp đồng trị giá 5 triệu USD mỗi hợp đồng cho các nhóm do Lockheed Martin, Westinghouse và IX (liên doanh giữa Intuitive Machines và X-Energy) dẫn đầu để xây dựng các lò phản ứng phân hạch bề mặt FSP. Các thiết kế sơ bộ đã được thử nghiệm tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Idaho.
NASA yêu cầu lò phản ứng phải dưới 6 tấn và có khả năng sản xuất 40 kilowatt điện, đủ để phục vụ các thí nghiệm trình diễn và cung cấp điện cho nơi ở, xe tự hành, hệ thống điện dự phòng hoặc các thí nghiệm khoa học trên Mặt trăng.
NASA sẽ yêu cầu ngành công nghiệp thiết kế lò phản ứng cuối cùng trong năm nay. Đầu những năm 2030, NASA sẽ đưa lò phản ứng lên Mặt trăng để thử nghiệm trong một năm, sau đó vận hành thêm 9 năm, rồi điều chỉnh thiết kế để triển khai lên sao Hỏa.
Tháng 1 năm nay, hai nhà nghiên cứu Shi Yunda và Zhao Shouzhi thuộc Viện Năng lượng Nguyên tử Trung Quốc (CIEA) đã công bố bài viết mang tên “Nghiên cứu thiết kế hạt nhân cho dự án nguồn cung điện hạt nhân bề mặt Mặt trăng tuổi thọ dài”.
Họ đề xuất điều chỉnh nhẹ giúp giảm lượng nhiên liệu uranium-235 trong lò phản ứng FSP của Mỹ xuống còn 18,46 kg – giảm 75%.
Năm 2017, ông Zhao và nhà nghiên cứu Hu Gu cùng công bố bài viết “Tổng quan về công nghệ năng lượng hạt nhân trong không gian” trên tạp chí Khám phá Không gian Sâu của Trung Quốc.
“Công nghệ năng lượng hạt nhân trong không gian có ứng dụng quân sự và dân sự rõ rệt và rộng lớn,” họ viết. “Đây là một trong những công nghệ mang tính đột phá.”
Họ thừa nhận Mỹ và Liên Xô đã dành nhiều thập niên để phát triển công nghệ lò phản ứng hạt nhân trong không gian và sở hữu nhiều công nghệ cốt lõi, và nhấn mạnh Trung Quốc cần phát triển công nghệ hạt nhân không gian theo hướng riêng biệt.
Cuộc đua công nghệ là phần mở rộng của cạnh tranh địa chính trị
Tháng 10-2020, NASA khởi động sáng kiến Artemis Accords, nhằm thúc đẩy khám phá không gian an toàn và bền vững. Đến nay, 54 quốc gia – bao gồm cả các nước phát triển và đang phát triển – đã ký kết tham gia.
Tháng 3-2021, Trung Quốc và Nga ký Biên bản ghi nhớ xây dựng ILRS. Hai nước này lên kế hoạch hoàn tất mô hình cơ bản của căn cứ thường trực trên Mặt trăng vào năm 2035, và mở rộng trong những năm 2040.
Tính đến nay, 17 quốc gia và hơn 50 tổ chức nghiên cứu quốc tế đã tham gia ILRS – chủ yếu là các đồng minh của Nga và Trung Quốc tại Nam bán cầu. Cơ quan Vũ trụ châu Âu (ESA) đã tuyên bố không tham gia ILRS sau khi Nga xâm lược Ukraine.
Hình ảnh mô phỏng dự án Fission Surface Power của NASA. Ảnh: NASA
