Để khám phá không gian, các nhà khoa học muốn biến Mặt Trăng thành một trạm tiếp nhiên liệu.
Sử dụng băng trên Mặt Trăng để chế tạo nhiên liệu tên lửa có thể giúp các khu định cư trên Mặt Trăng trong tương lai tự duy trì và cung cấp bệ phóng cho các phi hành gia đến Sao Hỏa.
Nước sẽ là một nguồn tài nguyên cực kỳ quan trọng trên Mặt Trăng để cung cấp nước cho phi hành gia, trồng trọt và có khả năng chế tạo nhiên liệu tên lửa. Một số địa điểm hứa hẹn nhất nơi chúng ta có thể tìm thấy nước là các miệng hố bị che khuất vĩnh viễn trên bề mặt Mặt Trăng.
NASA/JPL-Caltech
Bởi Robin George Andrews
Ngày 2 tháng 1 năm 2026
Bằng cách này hay cách khác, con người sẽ quay trở lại Mặt Trăng. Và lần này, họ sẽ ở lại – cả Hoa Kỳ và Trung Quốc đều có kế hoạch xây dựng các căn cứ trên Mặt Trăng của riêng họ ở cực nam Mặt Trăng. Vị trí đó không phải ngẫu nhiên; người ta cho rằng nó chứa trữ lượng nước quý giá, dưới dạng băng, nước ngầm hoặc cả hai. Những trữ lượng đó có thể được sử dụng để cung cấp nước cho phi hành gia, trồng trọt và chế tạo nhiên liệu tên lửa.
Ứng dụng cuối cùng đó nghe có vẻ đáng ngạc nhiên, nhưng hóa học cơ bản lại khá đơn giản. Nước được tạo thành từ hydro và oxy. Khi hóa lỏng, cả hai nguyên tố này đều có thể bốc cháy và được sử dụng để đẩy tàu vũ trụ một cách rất hiệu quả.
Nếu phản ứng hóa học này thành công trên Mặt Trăng, thì cực nam Mặt Trăng sẽ không chỉ là một trạm nghiên cứu khoa học đơn thuần. Nó sẽ trở thành một kho nhiên liệu, nơi có thể tự sản xuất nhiên liệu đẩy thay vì phải tốn kém vận chuyển từ Trái Đất. Và điều đó sẽ giúp việc đến Sao Hỏa dễ dàng hơn đáng kể.
“Lợi ích của nguồn nhiên liệu đẩy dồi dào được sản xuất trên bề mặt Mặt Trăng là rất lớn,” George Sowers, một kỹ sư cơ khí tại Trường Mỏ Colorado, cho biết. “Nước là dầu mỏ của vũ trụ.”
Không có công nghệ nào cần thiết để biến nước thành nhiên liệu đến từ khoa học viễn tưởng; tất cả đều đã tồn tại dưới dạng này hay dạng khác, nhưng chỉ mới được sử dụng đúng cách trên Trái Đất. Trọng lực thấp và điều kiện khắc nghiệt ở cực nam Mặt Trăng hoàn toàn khác biệt so với hành tinh của chúng ta. “Chúng tôi không biết liệu nó có hoạt động được trong điều kiện này hay không,” Paul Zabel, một nhà nghiên cứu tại Viện Hệ thống Không gian DLR ở Bremen, Đức, cho biết. Và chỉ có một cách để tìm ra câu trả lời.
Tìm kiếm nước trên Mặt Trăng
Bước đầu tiên là tìm ra nơi nước trên Mặt Trăng đang ẩn náu. Các phi hành gia vẫn chưa tự mình khảo sát cực nam của Mặt Trăng – và mặc dù bằng chứng từ các tàu thăm dò quỹ đạo của cả NASA và cơ quan vũ trụ Ấn Độ đã xác định rằng khu vực này có chứa nước, nhưng lượng nước có thể không nhiều.
Khi bị ánh sáng mặt trời chiếu vào, bề mặt Mặt Trăng có thể đạt đến 250°F (khoảng 121°C), trong khi trong bóng tối, nhiệt độ có thể giảm xuống -410°F (khoảng 280°C). Ngay cả ở những khu vực đặc biệt lạnh giá trên Mặt Trăng, bất kỳ loại băng nào cũng sẽ bốc hơi và thoát ra ngoài không gian, vì không có bầu khí quyển để giữ nó trên bề mặt.
Việc xác định vị trí nước trên Mặt Trăng là bước đầu tiên. Cực nam (hình minh họa) đặc biệt thú vị vì phần lớn khu vực này vẫn nằm trong bóng tối và bằng chứng từ các tàu quỹ đạo cho thấy nó chứa băng.
NASA/JPL/USGS
Một số địa điểm triển vọng nhất được biết đến là các vùng bị che khuất vĩnh viễn, những phần của bề mặt Mặt Trăng—thường là các miệng hố sâu và dốc—không bao giờ tiếp xúc với ánh sáng mặt trời và là một trong những nơi lạnh nhất trong vũ trụ. Những khu vực này “là cơ hội tốt nhất để tìm thấy một lượng lớn nước có thể được sử dụng làm tài nguyên”, Julie Stopar, một nhà khoa học cấp cao tại Viện Mặt Trăng và Hành tinh, cho biết.
Nhưng trong những vực sâu tăm tối đó, đừng mong tìm thấy sông băng. “Nước không thực sự ở đó dưới dạng sân băng. Nó được trộn lẫn vào đất”, Stopar nói. “Có một số bằng chứng về sương giá trên bề mặt, nhưng đó sẽ không phải là một lượng lớn.”
Ngay cả khi những miệng hố tối tăm vĩnh cửu đó chứa đầy nước, chúng vẫn là những nơi vô cùng nguy hiểm để các nhà du hành vũ trụ khám phá, ngay cả khi có những chiếc xe tự hành mặt trăng công nghệ cao mang theo thiết bị khoa học và khai thác. “Liệu chúng ta có thể vào đó bằng xe tự hành hay không vẫn còn là một câu hỏi,” Zabel nói.
Nấu chảy đá mặt trăng
Tuy nhiên, nếu nước trong đất mặt trăng có thể tiếp cận được và đủ dồi dào, thì nó có thể được chiết xuất. Và các kỹ sư đã đề xuất nhiều cách để thực hiện điều này—hầu hết đều liên quan đến việc nung nóng đá để loại bỏ nước bị mắc kẹt trong đó.
“Nếu có đủ băng gần bề mặt, thì nhiệt có thể được áp dụng trực tiếp lên bề mặt và hơi nước được thu lại dưới một mái vòm gọi là lều thu gom,” Sowers nói. Hơi nước sau đó được thu thập trong một thùng chứa lạnh gọi là bẫy lạnh, nơi nó biến thành băng có thể sử dụng được.
Mặc dù là một trong những nơi lạnh nhất trong vũ trụ, bề mặt mặt trăng một ngày nào đó có thể có nhiều nguồn nhiệt. Ánh sáng mặt trời phản chiếu là một lựa chọn. Ngoài ra, cả Mỹ và Trung Quốc cũng có kế hoạch đặt các lò phản ứng hạt nhân trên Mặt Trăng để không phụ thuộc vào năng lượng mặt trời – vốn khá thất thường ở cực nam Mặt Trăng – để duy trì các căn cứ của họ. Phản ứng phân hạch để phân tách các nguyên tử nhằm cung cấp năng lượng cho các nhà máy này cũng tạo ra nhiệt lượng dư thừa có thể được tận dụng để khai thác nước.
Trong những năm gần đây, các cơ quan vũ trụ và các đối tác trong ngành đã đưa ra nhiều cách khác nhau để sử dụng nhiệt để thu hồi nước.
