3. KHAI KHẨN NHỮNG THIÊN ĐÀNG
Thomas Jefferson đã vô cùng bất an.
Ông vừa ký một thỏa thuận có giá trị hơn 15 triệu đô la cho Napoléon, một khoản tiền vô cùng lớn vào năm 1803, quyết định gây tranh cãi và tốn kém nhất trong sự nghiệp của ông với tư cách là tổng thống khi đó. Ông đã tăng gấp đôi quy mô về kích thước của Hoa Kỳ. Đất nước bây giờ sẽ mở rộng tất cả các phía tới dãy Rocky. Thương vụ mua lại Louisiana có thể sẽ trở thành một trong những thành công lớn nhất, hoặc thất bại khủng khiếp nhất, cho đời làm tổng thống của ông.
Nhìn vào bản đồ, với sự phần mở rộng rộng lớn của lãnh thổ, vùng đó hoàn toàn chưa được thám hiểm, ông tự hỏi liệu ông có hối hận về quyết định của mình hay không.
Cuối cùng, ông có thể sẽ gửi Meriwether Lewis và William Clark cho một nhiệm vụ để khám phá những gì ông đã mua. Đó có phải là thiên đường hoang dã đang chờ để được khai khẩn thành thuộc địa hay chỉ là một vùng đất hoang tàn bị quên lãng?
Một cách riêng tư, ông đã thừa nhận rằng trong mọi biến cố, có thể phải mất thêm một nghìn năm để giải quyết một vùng đất rộng lớn như vậy.
Vài thập kỷ sau, có chuyện gì đó đã thay đổi mọi thứ. Năm 1848, vàng được phát hiện tại nhà máy Sutter's Mill ở California. Tin tức lan nhanh như điện. Hơn ba trăm nghìn người tràn như lũ tới vùng hoang dã này để tìm kiếm sự giàu có. Các con tàu từ khắp nơi bắt đầu xếp hàng tại cảng San Francisco. Nền kinh tế bùng nổ về kích thước. Năm sau đó, California nộp đơn xin trở thành tiểu bang chính thức của Hoa Kỳ.
Nông dân, các chủ trang trại, và các doanh nhân theo liền sau đó, đã làm cho có thể hình thành một số thành phố lớn đầu tiên của phương Tây. Năm 1869, đường sắt đến California, kết nối nó với phần còn lại của Hoa Kỳ và hỗ trợ một cơ sở hạ tầng của giao thông vận tải và thương mại dẫn đến tăng trưởng dân số nhanh chóng trong khu vực. Câu thần chú cho thế kỷ thứ mười chín là, "Hãy đi về phía tây, hỡi người trẻ tuổi." Cơn sốt vàng, cho tất cả những thặng dư của nó, đã giúp mở ra một Phía Tây để định cư và làm cho tất cả những điều không tưởng trước đó đã xảy ra.
Hôm nay, một số người đang tự hỏi liệu việc khai thác vành đai tiểu hành tinh có thể tạo ra một cơn sốt vàng khác ở ngoài vũ trụ hay không. Các doanh nhân tư nhân đã bày tỏ sự quan tâm đến việc khám phá khu vực này và sự giàu có chưa kể của nó, và Nasa đã gây quỹ tài trợ một số nhiệm vụ với mục tiêu đưa một tiểu hành tinh trở lại Trái Đất.
Sự mở rộng lớn tiếp theo có thể nằm trong vành đai tiểu hành tinh không? Và nếu vậy, làm thế nào chúng ta có thể kết hợp và duy trì nền kinh tế không gian mới này? Người ta có thể hình dung một tương tự tiềm năng giữa chuỗi cung ứng nông nghiệp của thế kỷ 19, câu chuyện về một Miền Tây Hoang Dã của nước Mỹ khi đó, với một chuỗi cung ứng trong tương lai liên quan đến các tiểu hành tinh. Trong những năm 1800, các nhóm các chàng cao bồi đã chăn dắt gia súc từ trại chăn nuôi ở miền Tây Nam trong gần một ngàn dặm tiến về phía các thành phố như Chicago. Ở đó, thịt bò sẽ được chế biến và gửi xa hơn về phía đông bằng tàu hỏa để đáp ứng nhu cầu ở các khu vực đô thị. Cũng giống như cách mà những con bò non này kết nối Tây Nam với Đông Bắc, có lẽ và nền kinh tế có thể khởi sinh cho việc nối vành đai tiểu hành tinh với mặt trăng và Trái đất. Mặt trăng sẽ giống như Chicago của tương lai, nơi chế biến khoáng sản quý giá từ vành đai tiểu hành tinh và vận chuyển chúng đến Trái Đất.
NGUỒN GỐC CỦA VÀNH ĐAI CÁC TIỂU HÀNH TINH.
Trước khi chúng ta đào sâu hay tìm hiểu kỹ hơn về các chi tiết cho việc khai thác tiểu hành tinh, có thể rất hữu ích khi làm rõ một vài thuật ngữ thường bị lẫn lộn với nhau: thiên thạch – meteor, đá trời – meteorite, tiểu hành tinh – asteroid và sao chổi – comet. Một thiên thạch là một mảnh đá cháy lên trong không khí khi nó quét thành vệt khi bay ngang qua bầu khí quyển. Các đuôi của thiên thạch, cái mà chỉ ra hướng chuyển động, là do ma sát bầu khí quyển. Vào một đêm rõ ràng, bạn có thể thấy một thiên thạch mỗi vài phút chỉ đơn giản bằng cách nhìn lên trên trời.
Một viên đá thực sự rơi xuống Trái đất được gọi là đá trời– meteorite.
Tiểu hành tinh – asteroid, là những mảnh vụn đá trong hệ mặt trời. Hầu hết chúng được chứa trong vành đai tiểu hành tinh và là tàn tích của một sự hình thành hành tinh thất bại và nằm ở khoảng giữa của sao Hỏa/Mars và sao Mộc/Jupiter. Nếu bạn cộng thêm khối lượng của tất cả các tiểu hành tinh đã biết/đã quan sát được, thì tổng sẽ chỉ chiếm 4% khối lượng của mặt trăng. Tuy nhiên, phần lớn các đối tượng này vẫn chưa được chúng ta phát hiện và có thể có hàng tỷ trong số chúng. Đối với hầu hết các phần, tiểu hành tinh vẫn còn trong quỹ đạo ổn định trong vành đai tiểu hành tinh, nhưng đôi khi một sự lang thang bất chợt rồi chạm vào bầu khí quyển của Trái đất, bốc cháy như là một thiên thạch.
Một sao chổi – a comet, là một mảnh đá và đá có nguồn gốc vượt xa quỹ đạo của Trái Đất. Trong khi các tiểu hành tinh nằm trong hệ mặt trời, nhiều sao chổi thực sự quay quanh quỹ đạo bên ngoài của hệ mặt trời, trong vành đai Kuiper, hoặc thậm chí bên ngoài hệ mặt trời, trong đám mây Oort. Các sao chổi chúng ta thấy trên bầu trời đêm là những sao chổi có quỹ đạo hoặc phạm vi hoạt động rộng hơn đã mang chúng đến gần mặt trời. Khi sao chổi tiếp cận mặt trời, gió mặt trời đẩy các hạt băng và bụi ra khỏi sao chổi, dẫn đến các đuôi của chúng thì hướng chỉ ra xa mặt trời, không phải là ra xa hướng của chuyển động.
Trải qua nhiều năm, một bức tranh đã và đang được mô tả cách thế nào mà hệ mặt trời của chúng ta được hình thành. Khoảng năm tỷ năm trước, mặt trời của chúng ta là một đám mây khổng lồ quay cách chậm chạm, chủ yếu làm từ khí hydro, khí heli và bụi. Nó khi ấy cần một vài năm ánh sáng để băng qua vòng quay ấy (một năm ánh sáng là khoảng cách ánh sáng di chuyển trong một năm, hoặc khoảng sáu nghìn tỉ dặm.) Bởi vì khối lượng lớn của nó, nó đã dần dần bị nén lại bởi trọng lực. Khi nó co lại về kích thước, nó quay nhanh hơn và nhanh hơn, cũng giống như trượt băng nghệ thuật sẽ quay nhanh hơn khi họ khép cánh tay vào gần thân hơn. Cuối cùng đám mây khổng lồ ấy ngưng tụ thành một đĩa quay nhanh với mặt trời ở trung tâm của nó. Đĩa khí và bụi xung quanh bắt đầu hình thành các hành tinh thời kỳ khởi sinh – protoplanets, những hành tinh dần lớn hơn khi chúng tiếp tục hấp thụ vật chất. Quá trình này giải thích tại sao tất cả các hành tinh xoay quanh mặt trời theo cùng hướng, trong cùng một mặt phẳng.
Người ta tin rằng một trong những [tiền thân hành tinh –protoplanets] này đã quá gần với sao Mộc – Jupiter, hành tinh lớn nhất trong số các hành tinh, và bị tách rời ra bởi lực hấp dẫn khổng lồ của nó, do đó tạo thành vành đai tiểu hành tinh. Một giả thuyết khác cho thấy sự va chạm của hai hành tinh ở giai đoạn đang hình thành có thể dẫn đến vành đai tiểu hành tinh.
Hệ mặt trời có thể được mô tả ví như bốn vành đai quay quanh mặt trời: vành đai bên trong cùng được tạo thành từ các hành tinh đá, bao gồm Thủy Tinh – Mercury, Sao Kim – Venus , Trái đất – Earth và Sao Hỏa – Mars; tiếp theo là vành đai tiểu hành tinh – Asteroid Belt; kế đến là vành đai của những khối khí khổng lồ, bao gồm sao Mộc/Jupiter, Sao Thổ/Saturn, Sao Thiên Vương/Uranus, và Sao Hải Vương/Neptune; và cuối cùng là vành đai sao chổi, còn được gọi là Vành đai Kuiper.
Và bên ngoài bốn vành đai này, chúng ta có một đám mây sao chổi hình cầu bao quanh hệ mặt trời được gọi là Đám mây Oort.
Nước, một phân tử đơn giản, là một chất phổ biến trong hệ mặt trời sớm nhưng xảy ra ở các dạng khác nhau tùy thuộc vào khoảng cách của nó từ mặt trời. Gần mặt trời, nơi nước sẽ sôi và biến thành hơi nước, chúng ta tìm thấy chúng ở các Mercury và Venus. Trái đất ở xa hơn, để nước có thể tồn tại dưới dạng lỏng. (Điều này đôi khi được gọi là "vùng Goldilocks” nơi nhiệt độ phù hợp với nước dạng lỏng tồn tại.) Ra vùng xa hơn, nước biến thành băng. Vì vậy, sao Hỏa, các hành tinh và sao chổi ngoài vùng đó chủ yếu có nước ở dạng băng.
KHAI KHẨN CÁC TIỂU HÀNH TINH
Hiểu được nguồn gốc của các tiểu hành tinh và từ đó tới thành phần của chúng sẽ rất quan trọng đối với các hoạt động khai thác mỏ.
Ý tưởng khai thác các tiểu hành tinh không phải là phi lý như nó có vẻ vậy. Chúng ta thực sự biết một số lượng đáng kể phần nổi bên ngoài của chúng, bởi vì một số trong chúng đã va tới trái đất. Chúng bao gồm sắt, niken, cacbon và coban, và chúng cũng chứa một lượng đáng kể các loại đất hiếm và các kim loại quý giá như plantinum, palladium, rhodium, ruthenium, iridiumvà osmium. Những nguyên tố này được tìm thấy ở tự nhiên trên Trái đất, nhưng chúng rất hiếm và rất đắt. Khi việc cung cấp các tài nguyên này trên Trái đất cạn kiệt trong những thập kỷ tới, sẽ trở nên kinh tế khi khai thác chúng trong vành đai tiểu hành tinh. Và nếu một thiên thạch được đẩy nhẹ sao cho nó quay quanh mặt trăng, nó có thể được khai thác theo ý muốn.
Vào năm 2012, một nhóm các doanh nhân đã thành lập một công ty có tên là Tài nguyên cấp Hành Tinh (Planetary Resources) để trích xuất các khoáng sản quý giá từ các tiểu hành tinh và đưa chúng trở lại Trái Đất. Kế hoạch đầy tham vọng và có khả năng sinh lời cao này được một số tay chơi lớn nhất ở Silicon Valley ủng hộ, bao gồm Larry Page, CEO của công ty mẹ của Google, Alphbet, Inc., và chủ tịch điều hành Eric Schimidt, cũng như giám đốc đoạt giải Oscar, James Cameron.
Các tiểu hành tinh, theo một nghĩa nào đó, giống như các mỏ vàng bay trong không gian bên ngoài. Ví dụ, trong tháng 7 năm 2015, một trong số đó đã đến từ khoảng cách một triệu dặm cách Trái đất, hay khoảng bốn lần so với khoảng cách từ Trái đất đến mặt trăng. Nó là một khối khoảng chín trăm mét (hay khoảng ba ngàn feet) trên và được ước tính có chứa chín mươi triệu tấn bạch kim trong lõi của nó, trị giá 5,4 nghìn tỷ USD. Planetary Resources ước tính rằng bạch kim trong một tiểu hành tinh với kích thước chỉ ba mươi mét có thể trị giá 25 đến 50 tỷ đô la. Công ty đã đi xa hơn khi tạo ra một danh sách các tiểu hành tinh nhỏ gần đó đã chín muồi cho việc nắm lấy chúng. Nếu bất kỳ một trong số này đã được đưa về Trái đất, nó có thể sẽ chứa một mỏ khoáng vật thứ có thể được sẽ hoàn lại cho nhà đầu tư của chúng lợi ích gấp nhiều lần.
Trong số 16 nghìn tiểu hành tinh được coi là những vật thể gần Trái đất (những tiểu hành tinh có quỹ đạo băng qua đường đi của Trái đất), các nhà thiên văn học đã xác định danh sách mười hai trong số chúng sẽ là những ứng cử viên lý tưởng để thu hồi. Tính toán đã chỉ ra rằng số mười hai tiểu hành tinh này, mỗi trong số chúng khoảng từ mười đến bảy mươi feet ngang, có thể được dỗ dành để đi vào quỹ đạo của mặt trăng hoặc quỹ đạo trái đất với một sự điều chỉnh nhẹ nhàng vào quỹ đạo di chuyển của chúng.
Nhưng có nhiều tiểu thứ khác ngoài kia. Vào tháng 1 năm 2017, một tiểu hành tinh mới đã được phát hiện một cách bất ngờ bởi các nhà thiên văn học chỉ vài giờ trước khi nó nổ tung ngang bầu khí quyển trái đất. Nó đã băng qua một phạm vi với chỉ 32.000 dặm cách Trái Đất (hay 13% của khoảng cách từ trái đất đến mặt trăng). May thay, nó chỉ dài hai mươi mét và sẽ không gây ra thiệt hại đáng kể nếu mà nó đã có thể đâm vào chúng ta. Tuy nhiên, nó đã cung cấp thêm xác nhận rõ ràng hơn về số lượng lớn các tiểu hành tinh trôi ngang qua Trái đất, hầu hết chúng không bị theo dõi hay phát hiện.
KHÁM PHÁ CÁC TIỂU HÀNH TINH
Các tiểu hành tinh rất quan trọng, đến mức Nasa đã nhắm vào việc khám phá chúng như là bước đầu tiên, rồi hướng tới sứ mệnh của sao Hỏa. Vào năm 2012, một vài tháng sau khi công ty Planetary Resources công bố kế hoạch của mình tại một cuộc họp báo, Nasa đã công bố dự án Robotic Asteroid Prospector (Kẻ Đi Tìm Mỏ Ở Các Tiểu Hành Tinh), dự án sẽ phân tích tính khả thi của việc khai khoáng chúng. Sau đó, vào mùa thu năm 2016, Nasa đã phát động một cuộc thăm dò trị giá hàng tỷ đô la, được gọi là OSIRIS-REx, để gặp Bennu, một tiểu hành tinh có chiều dài mười sáu trăm mét sẽ vượt ngang qua Trái Đất vào năm 2135. Đến năm 2018, đầu dò sẽ bay vòng quanh Bennu, đáp trên đó, và sau đó mang trở lại từ hai đến bảy mươi ounce đá để về Trái Đất phân tích. Kế hoạch này không phải là không có rủi ro, như Nasa lo ngại rằng ngay cả sự nhiễu loạn nhẹ trong quỹ đạo của Bennu có thể làm cho nó sẽ đánh trúng trái đất trên lần bay vượt ngang qua tiếp theo của nó. (Nếu đánh trúng trái đất, nó sẽ tác động với một lực tương đương một ngàn quả bom ở Hiroshima.) Nhiệm vụ này, tuy nhiên, có thể cung cấp kinh nghiệm vô giá trong việc ngăn chặn và phân tích đối tượng trong không gian.
Nasa cũng đang phát triển Sứ mệnh chuyển hướng tiểu hành tinh (ARM – Asteroid Redirect Misson), nhằm mục đích thực sự lấy ra những tảng đá tiểu hành tinh từ không gian. Việc tài trợ không được đảm bảo, nhưng hy vọng là nhiệm vụ có thể mở ra một nguồn doanh thu mới cho chương trình không gian. ARM có hai giai đoạn. Đầu tiên, một đầu dò không người lái sẽ được gửi vào sâu trong không gian để chặn một tiểu hành tinh đã được các kính viễn vọng trên trạm quan trắc ở Trái đất đánh giá cẩn thận. Sau khi tiến hành một cuộc khảo sát chi tiết bề mặt, nó sẽ đáp xuống và sử dụng các đầu cố định để đính lên bề mặt như cái móc để bám vào một tảng đá lớn. Đầu dò sau đó sẽ nổ động cơ và hướng đến mặt trăng, kéo vật thể kia bằng một dây buộc.
Tại thời điểm đó, một nhiệm vụ có người lái sẽ rời khỏi Trái Đất, sử dụng tên lửa SLS với mô-đun Orion. Mô-đun sẽ gắn với đầu dò robot vì cả hai đều quay quanh mặt trăng. Các phi hành gia sẽ rời khỏi Orion, tiếp cận đầu dò và lấy mẫu để phân tích. Cuối cùng, mô-đun không gian Orion sẽ tách rời khỏi đầu dò robot và quay trở lại Trái Đất, đáp lại xuống đại dương.
Một điều phiền toái có thể xảy ra với nhiệm vụ này là chúng ta chưa biết nhiều về cấu trúc vật lý của các tiểu hành tinh. Chúng có thể cứng rắn – chắc đặc, hoặc chúng có thể là một tập hợp các khối đá nhỏ hơn được giữ lại với nhau bởi trọng lực/lực hấp dẫn, trong trường hợp này chúng sẽ sụp đổ nếu chúng ta cố hạ cánh trên chúng. Vì lý do này, cần điều tra thêm trước khi nhiệm vụ này có thể tiến hành.
Một đặc điểm vật lý đáng chú ý của các tiểu hành tinh là hình dạng bất thường của chúng. Chúng thường trông giống như khoai tây bị biến dạng, và chúng càng nhỏ hơn, chúng thường có xu hướng bất thường hơn.
Điều này, đến lượt nó, đặt ra một câu hỏi mà trẻ thường hỏi: Tại sao các sao, mặt trời và các hành tinh xung quanh? Tại sao các sao và hành tinh không thể hình thành như hình khối hay kim tự tháp? Trong khi các tiểu hành tinh nhỏ có khối lượng nhỏ và do đó ít trọng lực – lực hấp dẫn để định lại hình dạng của chúng, các vật thể lớn như các hành tinh và các ngôi sao có các trường hấp dẫn lớn. Lực hấp dẫn này là đồng nhất và hấp dẫn hút lẫn nhau và do đó sẽ nén một vật chưa được định hình dạng thành một hình cầu. Vì vậy, các hành tinh, hàng tỷ năm trước, không nhất thiết phải tròn, nhưng theo thời gian, lực hút của lực hấp dẫn đã nén chúng thành những quả cầu trơn tru.
Một câu hỏi khác thường được trẻ em nêu ra là tại sao đầu dò không gian không bị phá hủy khi chúng đi qua vành đai tiểu hành tinh. Trong bộ phim "Chiến tranh giữa các vì sao", các anh hùng của chúng ta gần như bị tấn công bởi những tảng đá khổng lồ bay quanh. Trong lúc mà vai diễn của Hollywood rất ly kỳ, thì may mắn thay, nó không thực sự đại diện cho mật độ của vành đai tiểu hành tinh, mà chủ yếu là một chân không rỗng với những tảng đá thỉnh thoảng đi ngang qua. Những thợ mỏ và người định cư trong tương lai, những người dũng cảm ra không gian bên ngoài để tìm kiếm những vùng đất mới, hầu hết sẽ tìm thấy vành đai tiểu hành tinh tương đối dễ điều hướng.
Nếu các giai đoạn thăm dò tiểu hành tinh này diễn ra theo kế hoạch, mục tiêu cuối cùng sẽ là tạo ra một trạm không gian cố định để duy trì, tiếp tế và hỗ trợ các nhiệm vụ trong tương lai. Ceres, tiểu hành tinh lớn nhất của các đối tượng trong vành đai, có thể làm cho một trạm chuyển lý tưởng của các hoạt động. Ceres (tên của nữ thần nông nghiệp Hy Lạp, cũng cho chúng ta từ "ngũ cốc – cereal") gần đây được phân loại lại thành một hành tinh lùn, giống như Sao Diêm Vương – Pluto, và được cho là một vật thể không bao giờ tích lũy đủ vật chất để cạnh tranh với những hàng xóm đạt cấp độ là một hành tinh quanh nó cả. Quy mô nhìn như một thiên thể, nó là nhỏ, khoảng một phần tư kích thước của mặt trăng, không có bầu không khí và trọng lực nhỏ. Tuy nhiên, quy mô nhìn như một tiểu hành tinh, nó là rất lớn; nó có kích thước khoảng 580miles, hoặc gần bằng kích thước của Texas, và chứa một phần ba tổng khối lượng của toàn bộ vành đai tiểu hành tinh. Với lực hấp dẫn yếu của nó, nó có thể làm cho việc thiết lập một trạm không gian trở nên lý tưởng, như việc tên lửa sẽ có thể dễ dàng có thể hạ cánh và rời khỏi tiểu hành tinh, đó là những yếu tố quan trọng trong việc xây dựng một trạm không gian.
Chương trình Dawn Mission của Nasa, đã phóng lên không gian vào năm 2007 và quay quanh Ceres kể từ năm 2015, đã phát hiện đó là một khối hình cầu nhưng vật chất tạo ra nó hiển thị bề mặt có những hố dạng miệng núi lửa nặng nề, hình thành nên chủ yếu là băng và đá. Người ta cho rằng nhiều tiểu hành tinh, như Ceres, có chứa băng, có thể được xử lý để chiết xuất hydro và oxy làm nhiên liệu. Gần đây, sử dụng Thiết Bị Kính viễn vọng Hồng ngoại của Nasa, các nhà khoa học quan sát thấy rằng tiểu hành tinh 24 Themis đã hoàn toàn được bao phủ trong băng, với các dấu vết của hóa chất hữu cơ trên bề mặt. Những phát hiện này tăng thêm dữ liệu và tính hợp lý cho việc phỏng đoán rằng các tiểu hành tinh và sao chổi có thể đã mang một lượng nước và axit amino nguyên thủy đến Trái đất hàng tỷ năm trước.
Bởi vì các tiểu hành tinh nhỏ so với mặt trăng và các hành tinh, chúng có thể sẽ không phát triển thành các thành phố lâu dài cho việc thiết lập dân cư ở đó. Để tạo ra một cộng đồng ổn định trong vành đai tiểu hành tinh sẽ rất khó khăn. Đối với hầu hết các phần, không có không khí để thở, nước uống, năng lượng để tiêu thụ, hoặc đất trong đó để phát triển thực phẩm, và không có trọng lực để nói về. Do đó, các tiểu hành tinh sẽ có nhiều khả năng trở thành các khu tạm thời cho thợ mỏ và rô bốt.
Nhưng chúng có thể chứng minh là một khu vực trạm cần thiết cho sự kiện chính yếu, một nhiệm vụ có người lái đến sao Hỏa.
Mars is there, waiting to be reached - Buzz Aldrin
I would like to die on Mars, just not on impact - Elon Musk
TƯƠNG LAI NHÂN LOẠI - MICHIO KAKU
Bản dịch của ĐỖ BÁ HUY
<< Phần trước | Phần tiếp theo >>
