Khoáng sản ngoài vũ trụ: Ngon nhưng khó ăn

Tham vọng của loài người trong việc khai thác vũ trụ là không có giới hạn.

Với thực trạng lượng tài nguyên khoáng sản trên Trái Đất ngày một ít đi và có nguy cơ biến mất hoàn toàn, con người đã bắt đầu nghĩ đến một ý tưởng tương đối điên rồ – khai thác khoáng sản ngoài không gian. Nhiều chuyên gia kinh tế còn dự đoán đây có thể trở thành một thị trường có giá trị hàng trăm nghìn tỷ USD trong tương lai, nhất là với sự xuất hiện của nguyên tố đất hiếm.

Từ mặt đất đến không gian

Quặng đất hiếm chứa 17 nguyên tố có hàm lượng rất nhỏ trong vỏ Trái Đất, như Yttrium và lanthanum. Chúng nằm ở giữa bảng tuần hoàn các nguyên tố hóa học và nguyên tố đầu tiên trong đất hiếm được phát hiện vào năm 1787.

Suốt 4 thập kỷ qua, các tính năng vật lý và hóa học đặc biệt của các nguyên liệu đất hiếm là trung tâm của các nghiên cứu, sáng tạo, phát minh với rất nhiều ứng dụng kỹ thuật từ macro đến micro và nano cho nhiều ngành công nghiệp khác nhau: xúc tác hóa học trong ngành lọc dầu, kiểm tra ô nhiễm trong ngành xe hơi, gốm lót cho các động cơ phản lực, nam châm vĩnh cửu cho các ứng dụng từ tính… và dĩ nhiên trong các ngành chiếu sáng, luyện kim, điện tử, trong các kỹ thuật quân sự từ màn hình radar đến tia laser và hệ thống điều khiển tên lửa.

Khoáng sản ngoài vũ trụ: Ngon nhưng khó ăn

Hình ảnh về một mỏ khai thác ngoài không gian của loài người trong tương lai.

Mỹ từng là nguồn cung cấp đất hiếm chủ yếu trong 50 năm qua. Mặc dù vậy, nhờ chi phí lao động thấp và sự thiếu vắng những quy định chặt chẽ về bảo vệ môi trường, Trung Quốc trở thành nước bán đất hiếm với giá thấp nhất trên thế giới. Vị trị này cũng không dài lâu khi năm 2009, chính quyền Trung Quốc đã lấy lý do môi trường để hạn chế nguồn cung đất hiếm đối với thế giới.

Trước động thái này của Bắc Kinh, các quốc gia sản xuất hàng điện tử như Nhật, Mỹ và Hàn phải tăng tốc thăm dò các nguồn dự trữ khác để duy trì nguồn cung cho hoạt động công nghiệp. Năm 2011, Nhật thành công trong việc phát hiện mỏ REE dưới đáy vùng biển thuộc Thái Bình Dương. Năm 2012, Tập đoàn Molycorp có trụ sở tại Mỹ tiếp tục hoạt động tại mỏ đất hiếm Mountain Pass ở California.

Trước sự cạnh tranh gay gắt trong việc tìm nguồn dự trữ REE, việc khai thác nguồn REE phong phú trên mặt trăng và các tiểu hành tinh gần Trái đất (NEA) đang là một xu hướng mới dành cho những ông lớn trong ngành khai khoáng của thế giới.

Thị trường nghìn tỷ USD – không còn là giấc mơ

Ứng dụng của nguyên tố đất hiếm là cực kỳ rộng rãi nhưng giá của nó vẫn rất cao mặc dù chúng ta đã nhiều lần điều chỉnh nhờ phát hiện các trữ lượng bổ sung và cải tiến công nghệ sản xuất.

Giá của Neodymium, nguyên tố cần thiết cho các sản phẩm như tai nghe và xe hybrid (chạy song song 2 nhiên liệu) đã đạt 283 USD/kg, mặc dù một năm trước giá của nó chỉ vào khoảng 42 USD/kg. Samarium, nguyên tố chủ yếu để sản xuất tên lửa, đã leo tới mức 146 USD/kg từ 18,5 USD/kg của một năm trước.

Mặc dù giá của chúng rất cao nhưng do tính chất không độc hại và các tính năng hóa lý không thể thay thế nên các nguyên tố đất hiếm vẫn chiếm thế độc tôn trong rất nhiều ứng dụng công nghệ cao.

Hiện tại, trữ lượng đất hiếm trên toàn thế giới có khoảng 99 triệu tấn và với tốc độ phát triển công nghệ như hiện này thì một số chuyên gia đã dự đoán chỉ 50-70 năm nữa là loài người sẽ ngốn hết sạch trữ lượng này. Vì vậy, việc tìm nguồn khai thác ngoài không gian trở thành một vấn đề khá quan trọng.

Các nguyên tố đất hiếm trên Trái Đất.

Cục địa chất Hoa Kỳ đã phối với NASA để xây dựng một trang web đánh giá mức độ tiềm năng về kinh tế của hơn 600 nghìn tiểu hành tinh, thiên thạch có mặt trong Hệ Mặt Trời và nó được đặt tên là Asterank. Các nhà khoa học của cả 2 cơ quan trên đã ước tính giá trị của các khoáng sản mà các tiểu hành tinh này nắm giữ và con người có khả năng khai thác được bao nhiêu phần trăm trong đó. Hãy xem bức hình dưới đây để hiểu rõ hơn:

Lợi nhuận từ khai thác khoáng sản trên thiên thạch vô cùng hấp dẫn. Theo ước tính của các chuyên gia, một thiên thạch trong Hệ mặt trời của chúng ta – như thiên thạch 241 Germania, có thể chứa lượng khoáng sản trị giá lên tới 95 nghìn tỷ USD, gần bằng tổng thu nhập của toàn thế giới trong 1 năm.

Những cái tên đi đầu trong việc đưa khối lượng khoáng sản khổng lồ này về mặt đất là hai công ty có trụ sở tại Hoa Kỳ, Planetary Resources (PR) và Deep Space Industries (DSI). Hai công ty này đã rót nhiều triệu USD vào việc nghiên cứu chế tạo những con tàu khai thác trong môi trường vũ trụ, thậm chí họ còn đầu tư không ít cho trang web Asterank.

Ngày 22/1/2013, công ty DSI chính thức công bố kế hoạch khai thác khoáng sản tại các tiểu hành tinh gần Trái Đất và họ khẳng định mình đang phát triển tàu vụ trụ không người lái được sử dụng để khai thác quặng khoáng sản trên các thiên thạch nhỏ khi chúng bay gần Trái Đất của chúng ta và chế biến ngay trên không gian để cung cấp nhiên liệu cho các vệ tinh hoặc đem về Trái đất để kinh doanh.

Đầu tiên, DSI sẽ phóng một tàu thăm dò không người lái, có biệt hiệu là Firefly, chỉ với trọng lượng khoảng 25kg trong năm nay, bay lên không gian và thực hiện các nhiệm vụ kéo dài từ 2-6 tháng. Bước tiếp theo DSI sẽ phóng tàu vũ trụ lớn hơn mang tên Dragonfly để thu thập mẫu và mang đưa về Trái Đất và sẽ thực hiện nhiệm vụ này trong vòng 2-4 năm.

DSI đặt tham vọng xây dựng một nhà máy trên không gian để tiếp nhận nguyên liệu, xử lý thành các hợp chất hoặc chất liệu có thể sử dụng được, và sử dụng máy in ba chiều để sản xuất phụ kiện. Chi phí cho dự án đầu tiên khoảng 20 triệu USD. DSI sẽ huy động kinh phí từ Chính phủ Mỹ, các viện nghiên cứu, các nhà quảng cáo, tài trợ…

Ông Rick Tumlinson, chủ tịch của công ty DSI, cho biết: “Sử dụng các công nghệ có chi phí thấp và kết hợp với những chương trình không gian hiện tại, chúng ta có thể làm những điều tưởng chừng không thể chỉ trong vài năm tới”. Thậm chí, ông này còn khẳng định: “Chúng tôi có thể tạo ra những tàu vũ trụ nhỏ hơn, chi phí thấp hơn và nhanh hơn trước đây. Hãy tưởng tượng một dây chuyền sản xuất hàng loạt tàu vũ trụ Firefly và chúng sẵn sàng bay tới bất kỳ thiên thạch nào gần Trái đất".

HT (theo khoahoc.tv)