Khai thác mỏ trên các tiểu hành tinh –

Hiện nay, một trong những trở ngại lớn nhất đối với ý tưởng xây dựng nhà ở để định cư trên mặt trăng là vấn đề vật liệu xây dựng. Không có một kho hàng vật liệu nào trên mặt trăng, do vậy, vật liệu xây dựng phải được đưa đến từ đâu đó. Địa điểm duy nhất để có được vật liệu vào lúc này là trái đất, với tàu vũ trụ con thoi đóng vai trò xe tải. Tuy nhiên, dùng tàu con thoi vào việc này giống như sử dụng dịch vụ chuyển phát nhanh để chuyển tất cả vật liệu xây một ngôi nhà đến công trường xây dựng. Cách này đắt kinh khủng và không có hiệu quả lắm!

Các tiểu hành tinh (THT) có thể là địa điểm tốt hơn nhiều để có được vật liệu. Những bằng chứng gần đây cho thấy rằng, có các nguồn tài nguyên khoáng sản và kim loại trị giá hàng nghìn tỉ USD bị chôn vùi trong các THT ở gần trái đất. Sự gần kề của trái đất với các THT này làm nhiều nhà khoa học tin tưởng rằng, việc khai thác các mỏ trên THT có thể dễ dàng thực hiện được. Hiện nay, một số tổ chức quốc tế đang phát triển các kế hoạch khai thác những nguồn tài nguyên tự nhiên trong vũ trụ này.

Các nhà khoa học cho rằng, các THT là vật chất còn lại từ quá trình hình thành hệ mặt trời trước đây hoặc là mảnh vỡ từ sự phá hủy của một hành tinh khác. Hầu hết các THT nằm trong ba loại cơ bản: Loại C: hơn 75% trong số các THT đã được biết cho tới nay thuộc loại này. Cấu tạo của THT loại C giống với mặt trời nhưng không có hydro, helium và các chất dễ bay hơi khác; Loại S: chiếm khoảng 17% số THT. Số này chứa các mỏ niken, sắt và magiê; Loại M: một số ít các THT còn lại có chứa niken và sắt.

Chưa từng có một phi hành đoàn nào hạ cánh xuống một THT để thực hiện cuộc nghiên cứu quy mô về thành phần cấu tạo của các THT, nhưng các nhà khoa học đang phát triển các phương pháp để tìm hiểu nguồn tài nguyên của các THT. Để làm được điều này, các nhà thiên văn học sử dụng quang phổ thu được bằng kính thiên văn, qua việc phân tích ánh sáng phản chiếu từ bề mặt của THT. Ngoài sắt, niken và magiê, các nhà khoa học tin cũng có nước, ôxy, vàng và bạch kim trên một số THT.

Nước là nguồn tài nguyên có giá trị nhất cần phải tìm ra và khai thác từ những THT này. Không có nước thì chắc chắn không có cách nào để cho cuộc thám hiểm vũ trụ của loài người có thể tiến lên phía trước. Nước cũng có thể được tách thành hydro và ôxy để tạo thành chất nổ đẩy động cơ tên lửa. Quặng kim loại trên các THT có thể được khai thác và sử dụng vào việc xây dựng tàu vũ trụ và các công trình xây dựng khác cần thiết cho việc định cư trong vũ trụ.

Một bản báo cáo của NASA ước tính, trị giá trữ lượng khoáng sản của các THT trong vành đai THT có thể vượt quá 100 tỉ USD cho mỗi một người trong số 9 tỉ cư dân đang sinh sống trên trái đất. John S. Lewis, tác giả của cuốn sách về khai thác mỏ trong vũ trụ cho biết rằng, một THT đường kính 1km sẽ có khối lượng khoảng 2 tỉ tấn. Có khoảng 1 triệu THT với kích thước này trong hệ mặt trời. Theo ông Lewis, một THT như thế có chứa 30 triệu tấn niken, 1,5 triệu tấn coban và 7.500 tấn bạch kim. Chỉ riêng lượng bạch kim này thôi cũng đã trị giá hơn 150 tỉ USD. Các THT có tiềm năng đáng kinh ngạc đối với công nghiệp, nhưng làm thế nào để có thể hạ cánh xuống một THT, tìm ra những vật liệu có giá trị này, khai thác và chế biến chúng?

Xây dựng một mỏ trên THT sẽ tốn hàng tỉ USD nhưng vẫn rẻ hơn rất nhiều so với việc vận chuyển vật liệu từ bề mặt trái đất lên mặt trăng hay sao Hỏa. Sẽ cần phải gửi một số vật tư lên THT để phục vụ cho việc khai thác mỏ, tất nhiên trong đó có cả thực phẩm cho phi hành đoàn và các loại máy móc. Hạ cánh xuống một THT là điều có thể thực hiện được với sự phát triển của tàu vũ trụ thế hệ mới. Xét cho cùng, chúng ta cũng đã hạ cánh xuống mặt trăng. Với các THT ở gần trái đất, sẽ chỉ cần dùng ít lực đẩy tên lửa và nhiên liệu hơn. Một vấn đề nữa là làm thế nào để giữ cho THT khỏi bị quay nghiêng đi trong khi nó đang bị khai thác. Các kế hoạch đã được đặt ra để đưa các tên lửa lên THT, giúp nó không bị xoay nghiêng đi nữa. Nhưng một khi những người thợ mỏ đặt chân lên THT, thì họ dự định sẽ đào bới và chế biến các vật liệu thu được cũng như vận chuyển chúng tới một HT khác hay về trái đất như thế nào?

Không ai biết chắc cuộc khai thác mỏ đầu tiên trên một THT sẽ ra sao, nhưng sau đây là một số giả định đáng tin cậy: Máy móc có thể sẽ được cung cấp năng lượng mặt trời để giảm bớt nhu cầu về năng lượng cần phải được chuyên chở tới THT bằng tàu vũ trụ; Thiết bị phải nhẹ để có thể vận chuyển được lên THT; Một số chuyên gia, trong đó có Lewis, ủng hộ việc sử dụng thiết bị người máy để hạn chế nguồn nhân lực cần cho việc khai thác mỏ, từ đó giảm được lượng đồ tiếp tế cho phi hành đoàn.

Kỹ thuật khai thác mỏ được sử dụng trên các THT sẽ giống với kỹ thuật được sử dụng trên trái đất. Phương pháp chắc chắn nhất có lẽ sẽ là đào loại vật chất cần tìm lên khỏi bề mặt THT. Tuy nhiên, chúng có thể sẽ trôi lềnh bềnh hoặc bay ra khỏi lòng của THT vì thiếu lực hút. Vì sẽ có nhiều quặng bay lên, cho nên một vòm lớn có thể được dùng để thu chúng lại.

Các THT gần như không có lực hút, vì vậy các thiết bị khai thác mỏ và những nhà du hành kiêm thợ mỏ vận hành chúng sẽ phải sử dụng những chiếc neo móc để giữ chặt cả người và thiết bị trên bề mặt THT. Tuy nhiên, việc thiếu lực hút lại có lợi cho quá trình di chuyển vật chất khai thác được ra xung quanh mà không phải sử dụng nhiều lực.

Khi một lô vật chất đã sẵn sàng để gửi về trái đất hay đến một hành tinh khác, thì nguyên liệu tên lửa cho tàu vũ trụ chuyên chở sẽ có thể được sản xuất bằng cách tách nước từ THT thành hydro và ôxy.

Sau khi các khoáng chất và nguồn tài nguyên trên một THT đã bị khai thác cạn kiệt thì các thiết bị có thể được vận chuyển đến THT tiếp theo. Như đã nói, vì thiếu lực hút và khí quyển nên việc vận chuyển các vật chất mới được khai thác đến mặt trăng sẽ trở nên dễ dàng. Một khi đã ở đó, chúng có thể được tinh luyện và hình thành các công trình xây dựng!