khai thác không gian

bằng chiếc máy tính mạnh mẽ hơn bất cứ thứ gì mà loài người có thể tạo ra cách đây vài thập kỷ.

Sự tiến bộ này cùng tất cả

Những thứ máy móc tuyệt vời kia mà bạn cho là chuyện bình thường, lại được tạo nên từ một số kim loại quý hiếm như.

Terbium. Neodymium hay Tantalum. Việc đưa những vật liệu quý hiếm từ lòng đất này vào thiết bị của bạn là một điều xấu. Ngành công nghiệp khai thác mỏ là nguyên nhân gây ô nhiễm không khí và nước và phá hủy toàn bộ cảnh quan. Các hóa chất nguy hiểm như xianua, axit sulfuric hay clo được sử dụng để khai thác tài nguyên, gây hại cho đa dạng sinh học, công nhân và người dân địa phương. Và các nguồn tài nguyên quý hiếm cũng là các công cụ chính trị, khi những quốc gia hạn chế tiếp cận chúng theo cách của họ. Nhưng điều gì sẽ xảy ra nếu chúng ta có thể thay thế ngành khai thác trên Trái đất bằng 1 quy trình sạch sẽ không gây hại cho bất kỳ ai? Chà, chúng ta có thể! Tất cả những gì chúng ta cần làm là ngước lên. Credit: Diepnh. Các tiểu hành tinh là hàng triệu nghìn tỷ tấn đá , kim loại và băng, còn sót lại từ một đám bụi đã trở thành hành tinh cách đây 4.5 tỷ năm, chúng có thể nhỏ cỡ một mét hoặc các tiền hành tinh có kích thước bằng toàn bộ một quốc gia.

Hầu hết chúng tập trung ở Vành đai các tiểu hành tinh và Vành đai Kuiper, trong khi hàng trăm nghìn khác hoạt động độc lập giữa các hành tinh. Khi du hành vũ trụ ngày càng khả thi hơn, các nhà khoa học và kinh tế học đã bắt đầu xem xét các nguồn tài nguyên được tìm thấy trong các tiểu hành tinh này. Ngay cả những tiểu hành tinh kim loại tương đối nhỏ cũng có trị giá công nghiệp hàng nghìn tỉ đô và chứa nhiều kim loại quý như bạch kim. Và những tiểu hành tinh lớn hơn như 16 Psyche có thể chứa đựng đủ lượng sắt và niken để đáp ứng nhu cầu kim loại của thế giới trong hàng triệu năm. Theo giá thị trường hiện tại, chỉ riêng nguyên liệu thô hiếm có đã có giá trị hàng triệu tỷ đô la, Chà, không hẳn. Nhưng, về mặt kỹ thuật. Ví dụ, có hơn 20 triệu tấn vàng trong nước của đại dương, trị giá khoảng khoảng 750 nghìn tỷ đô la, nhưng chi phí lọc vàng đắt đến mức bạn sẽ không còn đồng nào sau khi bán hết số vàng được lọc đó. Hiện tại, việc khai thác tiểu hành tinh đang gặp phải vấn đề này. Quá đắt để thay thế việc khai thác trên Trái Đất. Tài nguyên có giá trị hàng tỷ đô la trong không gian là vô giá trị nếu chi hàng nghìn tỷ để có được chúng.

Điều gì làm nó khó đến vậy? Các nguyên tắc đằng sau việc khai thác một tiểu hành tinh rất đơn giản. Ý tưởng cơ bản là chọn một tiểu hành tinh, di chuyển nó đến một nơi dễ xử lý và sau đó tách nó ra để biến thành các sản phẩm hữu ích. Thật không may, tất cả những điều này đều va chạm với những vấn đề cơ bản mà con người vẫn chưa giải quyết được. Đi vào không gian rất tốn kém. Nó tốn hàng nghìn đô la cho nhiên liệu của tên lửa trên mỗi kg chỉ để đến quỹ đạo Trái đất thấp. Đi xa hơn vào không gian sâu sẽ tốn thêm hàng ngàn đô nữa. Chúng ta cần du hành vũ trụ rẻ hơn để việc khai thác tiểu hành tinh có lãi. Một giải pháp là chuyển từ tên lửa cổ điển sang phi thuyền không gian chạy bằng điện, Chúng ta đã sử dụng động cơ tên lửa điện cho nhiều tàu thăm dò không gian trong các nhiệm vụ khoa học. Về nguyên tắc, chúng ta chỉ cần chế tạo những cái lớn hơn. Trong khi động cơ điện không đủ mạnh để có thể bay lên vũ trụ, chúng chỉ cần một lượng nhiên liệu nhỏ để đi rất xa khi chúng ở trong không gian.

Điều này có nghĩa là chúng ta không cần phải chi nhiều tiền cho nhiên liệu chỉ để vận chuyển nhiên liệu vào không gian. Điều này không giải quyết được toàn bộ vấn đề chi phí, nhưng nó giúp chúng ta bắt đầu nhiệm vụ đầu tiên dễ dàng hơn. Bây giờ chúng ta đã có một tàu vũ trụ khai thác tiểu hành tinh bằng điện, chúng ta cần tìm đúng tiểu hành tinh và đưa nó đến đó. Chúng ta đã tiếp cận thành công các tiểu hành tinh bằng tàu thăm dò không gian và thậm chí thu thập được các mẫu vật. Vẫn làm cho nó dễ dàng hơn và rẻ hơn.

Các mục tiêu đầu tiên của chúng

Ta có thể sẽ là các tiểu hành tinh có quỹ đạo gần trái đất.

Sau một vài tháng du hành, tàu vũ trụ của chúng ta cuối cùng đã đến tiểu hành tinh, được hình thành một cách kỳ lạ với những hố va chạm nhỏ, nó không thay đổi nhiều trong hàng tỷ năm. Điều đầu tiên cần làm là giữ chặt tiểu hành tinh và ngăn nó quay. Có nhiều cách để làm điều này như làm bay hơi vật chất bằng tia laser hoặc làm dừng quay bằng máy đẩy. Một khi chúng ta có một tiểu hành tinh ổn định, chúng ta cần phải chờ đợi.

Cơ học quỹ đạo rất phức tạp. Nhưng nếu bạn đẩy một thứ gì đó đi đúng hướng vào đúng thời điểm, bạn có thể di chuyển những thứ rất lớn với rất ít lực. Vì vậy, chúng ta chờ đợi chính xác thời điểm thích hợp. Con tàu của chúng ta khởi động các động cơ đẩy của nó và đẩy tiểu hành tinh vào một quỹ đạo đưa nó đến gần mặt trăng của chúng ta. Mặt trăng rất hữu ích vì chúng ta có thể mượn lực hấp dẫn của nó để đưa tiểu hành tinh vào quỹ đạo ổn định quanh Trái Đất, càng giúp tiết kiệm nhiên liệu hơn. Một lần nữa, chuyến đi mất hàng tháng, nhưng tất cả thời gian kể từ khi con tàu của chúng ta được phóng đã không bị lãng phí. Thiết bị khai thác và chiết tách kim loại ngoài không gian đầu tiên đã được lắp đặt trên quỹ đạo và hiện đang cẩn thận di chuyển về phía tiểu hành tinh. Cách khai thác sẽ rất khác so với trên Trái Đất. Những tấm gương khổng lồ tập trung ánh sáng mặt trời và làm nóng đá của tiểu hành tinh để tách khí khỏi đá máy nghiền phá vỡ đá khô thành sỏi và bụi, và máy ly tâm tách các kim loại khỏi các yếu tố thừa. Ngay cả khi chúng ta chỉ chiết xuất những kim loại quý từ 0.01% khối lượng của tiểu hành tinh, con số này vẫn nhiều hơn gấp nhiều lần so với số lượng bạn có được từ cùng một lượng quặng trên mặt đất.

Nhưng bây giờ thì sao? Làm thế nào để chúng ta có thể đưa những kim loại quý đó trở lại đây một cách an toàn? Có một số cách như đưa nó vào tên lửa tái sử dụng được quay trở lại Trái Đất từ không gian, hoặc nếu máy khai thác của chúng ta có chứa máy in 3D, chúng ta có thể in một hệ thống chuyển kim loại nhanh hơn và rẻ hơn, những viên nhộng có hệ thống che chắn nhiệt chứa đầy bong bóng khí. Chúng chỉ có thể rơi xuống đại dương nơi sẽ có tàu kéo chúng đi. Đây có thể là điểm khởi đầu cho những bước đi thực sự đầu tiên của nhân loại hướng tới việc thuộc địa hóa hệ Mặt Trời. Khi cơ sở hạ tầng và kinh nghiệm của chúng ta phát triển nhiệm vụ của chúng ta sẽ ngày càng trở nên tinh xảo hơn. Các bộ phận và nhiên liệu được sản xuất trên tiểu hành tinh hoàn toàn không cần phải được phóng từ Trái Đất. Lần khai thác đầu tiên sẽ làm cho lần khai thác thứ hai dễ dàng hơn và cứ thế tiếp tục. Khi ngành công nghiệp vũ trụ phát triển và các vật liệu quý trở nên rẻ hơn, cuối cùng chúng ta có thể ngừng khai thác trên Trái Đất. Ngay cả ý tưởng khai thác độc hại ở đây cũng có thể trở thành một thứ gì đó kỳ lạ và lạc hậu như khai hoả trong phòng khách của bạn. Cảnh quan bị tàn phá bởi ô nhiễm do khai thác kim loại sẽ được chữa lành, trong khi các kỳ quan công nghệ mà chúng ta đang sử dụng sẽ ngày càng rẻ và ít độc hại hơn. Không có điều gì trong những thứ này là khoa học viễn tưởng.

Chúng ta không cần những vật liệu đặc biệt hay định luật vật lý mới để khai thác tiểu hành tinh. Chúng ta có thể bắt đầu xây dựng tương lai này ngay hôm nay.