Ngành công nghiệp khai thác mỏ là một trong những nguyên nhân gây ra tình trạng ô nhiễm không khí, nước và phá hủy toàn bộ cảnh quan. Liệu có thể thay thế ngành khai thác ở trên Trái Đất bằng một quy trình sạch sẽ và không gây hại cho bất cứ ai?
Câu trả lời là có thể.
Chinh phục không gian và khám phá những nguồn tài nguyên là mục tiêu của nhiều quốc gia trên thế giới. Trên thực tế, ngoài không gian, các tiểu hành tinh có chứa hàng tỷ tỷ tấn đá, kim loại và băng. Chúng có thể chỉ nhỏ 1 m hoặc cũng có kích thước lớn bằng cả một quốc gia.
Phần lớn tiểu hành tinh thường tập trung ở vành đai tiểu hành tinh và vành đai Kuiper. Trong khi số khác lại lang thang ở giữa các hành tinh.
Khi du hành vũ trụ ngày càng trở nên khả thi hơn, câu hỏi đặt ra rằng, con người sẽ thu lợi được gì sau mỗi chuyến hành trình khám phá này?
Các tiểu hành tinh ngoài không gian có chứa nhiều kim loại quý hiếm. Ảnh: Matmatch
Các nhà khoa học và các nhà kinh tế học cũng đang tiến hành xem xét về cách khai thác nguồn tài nguyên tiểu hành tinh này. Bởi ngay cả những tiểu hành tinh kim loại tương đối nhỏ cũng có trị giá công nghiệp hàng nghìn tỷ USD và có chứa nhiều kim loại quý như bạch kim.
Thực tế các tiểu hành tinh lớn hơn như 16 Psyche cũng có thể chứa đủ sắt và niken để đáp ứng được nhu cầu của thế giới trong hàng triệu năm. Theo giá thị trường hiện tại, chỉ riêng những nguyên liệu thô hiếm đã có giá trị hàng nghìn tỷ USD.
Tuy nhiên, theo các chuyên gia, xét về mặt kỹ thuật thì giá trị của số nguyên liệu quý hiếm này lại không hẳn vậy.
16 Psyche là một thiên thạch khổng lồ có chứa nhiều kim loại quý. Ảnh: NASA
Chẳng hạn, có hơn 20 triệu tấn vàng ở trong nước biển với trị giá khoảng 750 nghìn tỷ USD. Thế nhưng thực tế việc lọc nước biển để lấy vàng còn tốn kém hơn nhiều so với số tiền có thể thu về sau khi bán chúng.
Tương tự, việc khai thác tài nguyên tiểu hành tinh cũng đang gặp phải vấn đề đó. Chi phí quá đắt đỏ để có thể thay thế cho việc khai thác tài nguyên ở trên Trái Đất.
Do đó, các tài nguyên quý giá hàng tỷ USD trong không gian sẽ là vô giá trị nếu phải chi tới hàng nghìn tỷ USD để có được chúng.
Vậy, điều gì khiến cho việc khai thác tài nguyên tiểu hành tinh lại khó đến thế?
Theo các chuyên gia, những nguyên tắc đằng sau việc tiến hành khai thác tài nguyên tiểu hành tinh thực chất rất đơn giản.
Cụ thể, ý tưởng cơ bản là chọn ra một tiểu hành tinh và dịch chuyển nó tới một nơi dễ xử lý, sau đó tiến hành tách nó ra nhằm thu thập tài nguyên hữu ích. Nhưng tất cả điều này đều dẫn tới những vấn đề cơ bản mà con người hiện vẫn chưa giải quyết được.
Thực tế việc bay vào vũ trụ vốn rất tốn kém. Theo đó, chi phí cho nhiên liệu tên lửa để đi tới quỹ đạo Trái đất thấp tốn tới hàng nghìn USD cho mỗi kg. Hơn nữa, việc đi xa hơn nữa và không gian sâu cũng sẽ tốn thêm hàng nghìn USD.
Chính vì vậy, con người cần phát triển du hành vũ trụ rẻ hơn để có thể khai thác tiểu hành tinh và có lãi.
Các tiểu hành tinh kim loại chủ yếu là sắt và niken nhưng có thể chứa các kim loại hiếm như bạch kim, vàng, rhodium... với nồng độ cao hơn nhiều lần so với những gì được tìm thấy trên Trái Đất. Ảnh: Matmatch
Theo các nhà khoa học, có một giải pháp được đưa ra, đó là chuyển từ tên lửa cổ điển sang tàu vũ trụ điện. Động cơ tên lửa điện thực tế đã được sử dụng cho nhiều con tàu thăm dò không gian trong những sứ mệnh khoa học. Do đó, về cơ bản, các chuyên gia chỉ cần chế tạo chúng ở phiên bản lớn hơn.
Động cơ điện dù không đủ mạnh để bay lên vũ trụ, nhưng khi ở trong không gian, chúng lại chỉ cần đến một lượng nhỏ nhiên liệu để đi rất xa. Điều này cũng có nghĩa là con người không cần chi nhiều tiền chỉ để vận chuyển nhiên liệu vào không gian.
Mặc dù không giải quyết được toàn bộ vấn đề về chi phí nhưng thay đổi này cũng giúp nhiệm vụ đầu tiên của con người bắt đầu dễ dàng hơn.
Khi có một tàu vũ trụ khai thác tài nguyên tiểu hành tinh bằng điện, chúng ta cần phải tìm hiểu hành tinh phù hợp và đưa con tàu đến đó. Chúng ta cũng đã ghé thăm những tiểu hành tinh bằng cách sử dụng tàu thăm dò không gian và thậm chí thu thập mẫu của chúng.
Tuy nhiên, để làm cho nhiệm vụ này trở nên dễ dàng và rẻ hơn, mục tiêu đầu tiên của con người có thể sẽ là các tiểu hành tinh ở gần Trái Đất.
Sau vài tháng du hành, tàu vũ trụ cuối cùng cũng sẽ đến một tiểu hành tinh. Tuy nhiên vẫn cần thời gian để các thiết bị khai thác và xử lý không gian lúc này cũng phải sẵn sàng trên quỹ đạo và cẩn thận di chuyển về phía của tiểu hành tinh.
Các chuyên gia cho biết, cách để khai thác tài nguyên trên các tiểu hành tinh sẽ rất khác so với trên Trái Đất. Bởi những tấm gương khổng lồ sẽ tập trung ánh sáng mặt trời và tiến hành đốt nóng đá tiểu hành tinh nhằm làm bay hơi các khí. Sau đó, máy nghiền sẽ phá vỡ đá khô thành sỏi và bụi. Máy ly tâm cũng sẽ tách các nguyên tố nặng ra khỏi nguyên tố nhẹ.
Ngay cả khi con người chỉ muốn chiết xuất 0,01% khối lượng kim loại quý từ đá tiểu hành tinh thì con số này vẫn nhiều hơn gấp nhiều lần so với những gì nhận được từ cùng một lượng quặng ở trên Trái Đất.
Làm sao để đưa kim loại quý trở về Trái Đất?
Đưa kim loại quý hiếm ngoài hành tinh về Trái Đất là việc không dễ dàng. Ảnh: Matmatch
Việc khai thác các kim loại quý ngoài hành tinh là không hề dễ dàng, nhưng làm sao để có thể đưa chúng trở về Trái Đất một cách an toàn?
Có một vài cách có thể làm được điều này. Chẳng hạn, các chuyên gia có thể đưa số kim loại quý khai thác được vào tên lửa có thể tái sử dụng để mang chúng về Trái Đất từ không gian.
Ngoài ra, nếu máy khai thác có tích hợp với máy in 3D, chúng ta cũng có thể in một hệ thống vận chuyển kim loại quý nhanh và rẻ hơn. Sau đó chúng được thả xuống đại dương, nơi có tàu thuyền kéo chúng đi.
Đương nhiên, khi cơ sở hạ tầng phát triển và con người có nhiều kinh nghiệm hơn thì nhiệm vụ và việc thực hiện khai thác tài nguyên tiểu hành tinh sẽ ngày càng trở nên dễ dàng và tinh vi hơn. Nhất là khi ngành công nghiệp vũ trụ phát triển, các vật liệu quý cũng sẽ trở nên rẻ hơn. Việc khai thác tài nguyên tiểu hành tinh sẽ góp phần giải quyết vấn đề thiếu nguồn cung kim loại quý hiếm trên Trái Đất trong tương lai.
Bài viết tham khảo nguồn: Manufacturing, Kurzgesagt – In a nutshell