Khai thác tiểu hành tinh: Cuộc cách mạng tài nguyên ngoài Trái Đất đang đến gần hơn bao giờ hết

Một kho báu vô giá đang lơ lửng trên bầu trời, và con người với khát vọng mở rộng giới hạn của mình đã bắt đầu chạm tay vào nó.

Tương lai của khai thác tiểu hành tinh, thứ từng chỉ tồn tại trong tiểu thuyết khoa học viễn tưởng, đang dần trở thành hiện thực khi hàng loạt nhiệm vụ không gian, công nghệ tiên tiến và tầm nhìn táo bạo của con người đang hướng tới việc "đào mỏ" giữa vũ trụ.

Trong hàng tỷ thiên thể trôi nổi quanh Mặt Trời, có không ít tiểu hành tinh chứa lượng tài nguyên vượt xa mọi mỏ quặng trên Trái Đất. Một số tiểu hành tinh kim loại có thể chứa khối lượng bạch kim, niken hay sắt trị giá hàng nghìn tỷ USD, trong khi các thiên thể cacbon lại chứa nước, khí và hợp chất hữu cơ, những yếu tố sống còn cho các sứ mệnh vũ trụ dài hạn.

Giới khoa học tin rằng, khai thác tài nguyên ngoài Trái Đất không chỉ mở ra kỷ nguyên công nghiệp vũ trụ mà còn giúp giảm áp lực môi trường, khan hiếm khoáng sản và ô nhiễm tại quê nhà Trái Đất.

Khái niệm "khai thác tiểu hành tinh" tưởng như xa vời, nhưng đã tiến rất gần đến thực tế. Về bản chất, đây là quá trình chiết xuất các vật liệu có giá trị từ kim loại quý hiếm, các chất dễ bay hơi như nước và oxy, cho đến các đồng vị đặc biệt như heli-3 - từ những thiên thể nhỏ quay quanh Mặt Trời.

Các tài nguyên này có thể được sử dụng để duy trì sự sống, sản xuất nhiên liệu cho tàu vũ trụ, hoặc thậm chí đưa về Trái Đất để sử dụng trong các ngành công nghiệp then chốt. Với sự cạn kiệt của nhiều loại khoáng sản chiến lược, việc tìm kiếm nguồn cung mới ngoài không gian đang trở thành hướng đi nghiêm túc của các cường quốc công nghệ.

Nhật Bản, Mỹ và Trung Quốc đã đi tiên phong trong việc hiện thực hóa giấc mơ này. Năm 2014, Cơ quan Vũ trụ Nhật Bản (JAXA) phóng tàu Hayabusa2, hướng đến tiểu hành tinh Ryugu. Sau sáu năm hành trình, con tàu đã mang về Trái Đất những mẫu vật quý hiếm, chứa carbon và hợp chất hữu cơ cổ xưa - manh mối quan trọng giúp giải mã lịch sử hình thành của hệ Mặt Trời.

Gần như song song, NASA thực hiện sứ mệnh OSIRIS-REx tới tiểu hành tinh Bennu, thu thập mẫu vào năm 2020 và đưa về Trái Đất thành công vào tháng 9/2023. Kết quả phân tích sơ bộ cho thấy Bennu giàu carbon, nitơ và phosphate, những yếu tố thiết yếu cho sự sống.

Không kém cạnh, Trung Quốc đã khởi động nhiệm vụ Thiên Vấn-2 (Tianwen-2) vào năm 2025, nhằm thu thập mẫu từ tiểu hành tinh gần Trái Đất Kemoo Aleva, trước khi tiếp tục hành trình tới sao chổi 311P/PANSTARRS. Mục tiêu của họ không chỉ là nghiên cứu mà còn là thử nghiệm các công nghệ then chốt cho khai thác trong tương lai - từ dẫn đường, lấy mẫu tự động đến hệ thống gắn kết trong môi trường vi trọng lực.

Trong khi các cơ quan vũ trụ đặt nền tảng khoa học, khu vực tư nhân cũng không đứng ngoài cuộc. Các công ty như AstroForge, TransAstra hay OffWorld đang mở ra làn sóng thương mại hóa không gian. AstroForge, một startup thành lập năm 2022, đã thử nghiệm thành công hệ thống nấu chảy quặng trong quỹ đạo và đang lên kế hoạch cho sứ mệnh tiếp theo mang tên Vestri vào năm 2026, sau thất bại của tàu Odin năm 2025.

Còn TransAstra đang phát triển công nghệ "khai thác quang học", sử dụng ánh sáng Mặt Trời hội tụ để tách và xử lý vật liệu trên các thiên thể, trong khi OffWorld tạo ra đàn robot tự hành có thể làm việc trong điều kiện vi trọng lực. Những nỗ lực này, dù mới ở giai đoạn sơ khai, đang dần hình thành cơ sở hạ tầng khai thác ngoài Trái Đất đầu tiên trong lịch sử loài người.

Về tài nguyên, mục tiêu của các nhà khai thác chia thành ba nhóm lớn. Kim loại quý như bạch kim, paladi, rhodi hay iridi vốn cực hiếm và đắt đỏ trên Trái Đất có thể được tìm thấy dồi dào trong các tiểu hành tinh kim loại loại M.

Chất dễ bay hơi, đặc biệt là nước, hydrogen và oxy, lại mang giá trị sống còn với các sứ mệnh vũ trụ, bởi chúng có thể được dùng để sản xuất nhiên liệu hoặc duy trì sự sống. Cuối cùng, các đồng vị đặc biệt như heli-3 trên Mặt Trăng được gió Mặt Trời tích tụ suốt hàng tỷ năm có thể là nguồn năng lượng sạch cho tương lai nếu công nghệ nhiệt hạch tiến triển.

Tuy nhiên, con đường đến "mỏ vàng vũ trụ" không hề dễ dàng. Thách thức đầu tiên là chi phí khổng lồ. Một sứ mệnh như OSIRIS-REx tiêu tốn hơn 1 tỷ USD để mang về... 121 gram vật chất, đủ thấy khai thác thương mại vẫn còn rất xa vời.

Tiếp đến là các vấn đề kỹ thuật: trong môi trường không trọng lực, việc khoan, đào hay neo giữ thiết bị đều là bài toán hóc búa. Ngoài ra, khung pháp lý quốc tế vẫn chưa rõ ràng – Hiệp ước Không gian năm 1967 cấm chiếm hữu thiên thể, nhưng lại chưa định nghĩa rõ về quyền khai thác tài nguyên của tư nhân.

Ngay cả khi vượt qua được rào cản kỹ thuật và pháp lý, yếu tố kinh tế vẫn là ẩn số. Nếu nguồn kim loại từ không gian ồ ạt đổ về Trái Đất, giá của chúng có thể sụp đổ, khiến toàn bộ mô hình khai thác mất lợi nhuận.

Vì vậy, các chuyên gia dự đoán ứng dụng khả thi nhất trong tương lai gần sẽ là sử dụng tài nguyên ngay trong không gian chẳng hạn sản xuất nhiên liệu, duy trì trạm quỹ đạo hoặc xây dựng căn cứ Mặt Trăng thay vì vận chuyển về Trái Đất.

Các chuyên gia ước tính cần ít nhất 20-30 năm nữa để việc khai thác tiểu hành tinh có thể sinh lời. Dù vậy, các yếu tố như chi phí phóng giảm mạnh, sự phát triển của tàu vũ trụ tái sử dụng, cảm biến chính xác hơn và robot tự động ngày càng thông minh đang khiến mốc thời gian này rút ngắn đáng kể.

Nhìn lại, ngành khai thác tiểu hành tinh hiện nay giống hệt giai đoạn đầu của cuộc cách mạng hàng không hay Internet: nền tảng đã được xây dựng, tiềm năng là vô hạn, và chỉ còn chờ thời điểm bùng nổ. Một khi con người khai thác được kho báu ẩn giấu giữa không gian, nền kinh tế toàn cầu và cả khái niệm về "tài nguyên" có thể sẽ được định nghĩa lại.

Giờ đây, câu hỏi không còn là "Liệu chúng ta có thể khai thác tiểu hành tinh hay không?", mà là "Khi nào và ai sẽ là người đầu tiên đặt chân lên mỏ vàng của vũ trụ?".