Sản xuất Oxy trên Sao Hỏa: Từ Công nghệ MOXIE đến Plasma và Nghiên cứu Quốc tế
19/8/2026
Annie Nguyễn
Oxy là yếu tố sống còn cho các sứ mệnh có người lái lên Sao Hỏa, vừa để thở vừa làm nhiên liệu tên lửa. Thay vì vận chuyển từ Trái Đất, các nhà khoa học đang tập trung phát triển công nghệ "sử dụng tài nguyên tại chỗ" (ISRU) để sản xuất oxy ngay trên hành tinh đỏ, tận dụng bầu khí quyển giàu CO₂ và nguồn nước dưới bề mặt.
Công nghệ từ CO₂ trong khí quyển và băng nước
Hai nguồn nguyên liệu chính được khai thác bao gồm khí CO₂ (chiếm 96% khí quyển Sao Hỏa) và băng nước dự trữ dưới bề mặt. Công nghệ sản xuất oxy từ CO₂ hiện được nghiên cứu nhiều nhất, tập trung vào hai hướng: điện phân oxit rắn nhiệt độ cao (như MOXIE) và phân ly bằng plasma.
MOXIE: Bằng chứng thành công trên thực tế
MOXIE là thiết bị đầu tiên sản xuất oxy thành công trên Sao Hỏa. Từ năm hai nghìn không trăm hai mươi mốt đến năm hai nghìn không trăm hai mươi ba, thiết bị nhỏ trên tàu Perseverance đã tạo ra tổng cộng một trăm hai mươi hai gram oxy, đạt hiệu suất mười hai gram mỗi giờ với độ tinh khiết 98%. Công nghệ của MOXIE hoạt động ở tám trăm độ C, tách ion oxy từ CO₂. Dù thành công, MOXIE cần hơn hai trăm ba mươi năm để sản xuất đủ hai mươi lăm tấn oxy cho một tên lửa đưa bốn phi hành gia rời Sao Hỏa.
Plasma: Hướng đi hiệu quả và mở rộng quy mô
Phương pháp plasma đang nổi lên như một giải pháp đầy hứa hẹn. Nghiên cứu xác nhận điều kiện khí quyển Sao Hỏa lý tưởng cho phân ly CO₂ bằng plasma. Các thử nghiệm với plasma phóng điện phát sáng (glow discharge) cho thấy tiềm năng lớn: có thể sản xuất hai mươi mốt phẩy tám gram oxy mỗi giờ ở công suất một trăm sáu mươi tám Watt, sánh ngang với MOXIE cùng mức năng lượng. Một nghiên cứu khác báo cáo tỷ lệ chuyển đổi 8,18% và sản lượng 0,5g/h trong điều kiện mô phỏng.
Đóng góp của Hàn Quốc và hợp tác quốc tế
Hàn Quốc đang đặt nền móng cho tương lai này thông qua Trung tâm Phát triển Tài nguyên Vũ trụ tại Viện Khoa học Địa chất và Khoáng sản Hàn Quốc (KIGAM). Giám đốc Kim Kyeong-ja nhấn mạnh Sao Hỏa, với bầu khí quyển và trữ lượng nước dồi dào, sẽ là mục tiêu chính trong cạnh tranh tài nguyên vũ trụ. KIGAM đã lên kế hoạch phát triển công nghệ chiết xuất oxy từ băng vĩnh cửu ở vùng cực và từ đất bề mặt, đồng thời tham gia chương trình ISRU quốc tế. Các nghiên cứu học thuật tại Hàn Quốc cũng được công bố trong lĩnh vực này. Bên cạnh đó, các quốc gia như Trung Quốc và Nhật Bản đang phát triển công nghệ quang hợp nhân tạo, trong khi nghiên cứu tại châu Âu và Trung Quốc tập trung vào plasma và mô phỏng.
Sự kết hợp giữa công nghệ đã được chứng minh, các hướng tiếp cận mới và sự hợp tác quốc tế đang mở ra con đường biến việc "sống nhờ đất" trên Sao Hỏa thành hiện thực.
