Trung Quốc muốn biến không khí trên sao Hỏa thành nhiên liệu tên lửa

Nghiên cứu cho thấy kỳ vọng của Bắc Kinh về việc đưa con người lên Sao Hỏa. Ảnh: Shutterstock.

Giới khoa học vũ trụ Trung Quốc đang nghiên cứu cách để các phi hành gia trong tương lai có thể tự sản xuất nhiên liệu ngay trên Sao Hỏa, từ những chất có sẵn trong khí quyển.

Đây là dấu hiệu cho thấy Bắc Kinh nghiêm túc với mục tiêu đưa con người lên Hành tinh Đỏ này vào một ngày nào đó, theo South China Morning Post.

Một nhóm nghiên cứu tại Phòng thí nghiệm Thám hiểm Không gian sâu, cơ sở được nhà nước tài trợ ở Hefei, đã phát triển một chất xúc tác có khả năng chuyển đổi carbon dioxide (CO2) - thành phần chiếm hơn 95% khí quyển Sao Hỏa - thành methanol, một loại nhiên liệu lỏng.

“Methanol có thể được sử dụng làm nhiên liệu để phát điện, cung cấp nhiệt và vận hành các xe thám hiểm Sao Hỏa. Chất này cũng có thể đóng vai trò nguyên liệu hóa học cơ bản để sản xuất chất chống đông, vật liệu xây dựng và nhiều sản phẩm khác”, nhà khoa học Zhang Zhe cùng các đồng nghiệp viết trong bài báo được đăng trực tuyến trên Tạp chí Thám hiểm Không gian sâu.

“Khả thi ở mức độ nhất định”

Theo nhóm nghiên cứu, Sao Hỏa được xem là điểm đến quan trọng cho các sứ mệnh đưa con người lên bề mặt hành tinh và lưu trú dài hạn trong tương lai. Hành tinh này có thể cung cấp nguồn khí, băng nước và khoáng sản.

Nếu sản xuất được nhiên liệu và các hóa chất thiết yếu ngay tại chỗ, các sứ mệnh sẽ cần vận chuyển ít vật tư hơn từ Trái Đất, qua đó giảm chi phí và giúp căn cứ trên Sao Hỏa tự chủ hơn.

Chất xúc tác mới kết hợp đồng với natri trên một cấu trúc tinh thể xốp giống miếng bọt biển. Chất này thúc đẩy phản ứng giữa carbon dioxide và hydro - có thể được tạo ra từ băng trên Sao Hỏa - để sản xuất methanol.

Trong các thử nghiệm tại phòng thí nghiệm trên Trái Đất, chất xúc tác mới tạo ra lượng methanol cao gấp 11 lần so với khi chỉ sử dụng đồng, đồng thời giảm lượng sản phẩm phụ không mong muốn.

“Công trình này cũng cho thấy việc sản xuất methanol ngay tại chỗ từ carbon dioxide trong khí quyển Sao Hỏa khả thi về mặt kỹ thuật ở mức độ nhất định”, nhóm nghiên cứu viết.

Hình ảnh ghép được chụp bởi camera toàn cảnh của một xe tự hành trên Sao Hỏa, cho thấy bề mặt ở phía tây nam khu vực hạ cánh của tàu. Ảnh: Reuters/NASA/JPL/Arizona State University/Cornell University.

Cơ quan Hàng không Vũ trụ Mỹ (NASA) từ lâu đã tuyên bố mục tiêu đưa phi hành gia lên Sao Hỏa, dù chưa ấn định thời điểm cụ thể.

Thiết bị MOXIE có kích thước tương đương một chiếc máy nướng bánh mì, được lắp trên xe thám hiểm Perseverance, đã tạo ra oxy từ không khí Sao Hỏa trong giai đoạn 2021-2023.

Trong khi NASA và SpaceX chủ yếu nghiên cứu phương án chuyển đổi carbon dioxide trên Sao Hỏa thành methane để cung cấp nhiên liệu cho tên lửa đưa con người trở về Trái Đất, nhóm nghiên cứu Trung Quốc lựa chọn methanol.

Methane phải được bảo quản ở nhiệt độ cực thấp, trong khi methanol vẫn ở thể lỏng tại nhiệt độ phòng, giúp việc lưu trữ dễ dàng hơn và cho phép sử dụng linh hoạt hơn.

Trong các thử nghiệm, natri cho kết quả tốt hơn kali và caesi, giúp chất xúc tác thu giữ carbon dioxide và giữ các phân tử khí này ở gần đồng. Mỗi kg chất xúc tác tạo ra khoảng 245 g methanol mỗi giờ. Chất xúc tác cũng duy trì hoạt động ổn định trong suốt thử nghiệm kéo dài 12 giờ.

Mục tiêu của các cường quốc không gian

Sao Hỏa, hành tinh có nhiều điểm tương đồng với Trái Đất nhất, từ lâu đã là mục tiêu hàng đầu của các cường quốc không gian với tham vọng đưa con người tới đây trong tương lai.

Sau khi tàu thăm dò Tianwen-1 (Thiên Vấn-1)hạ cánh thành công vào năm 2021, Trung Quốc trở thành quốc gia duy nhất ngoài Mỹ từng đưa thành công một tàu vũ trụ không người lái xuống Sao Hỏa.

Sứ mệnh Tianwen-3 của Trung Quốc dự kiến được phóng vào khoảng năm 2028, với mục tiêu đưa ít nhất 500 g mẫu vật từ Sao Hỏa về Trái Đất vào khoảng năm 2031. Liu Jizhong, kỹ sư thiết kế trưởng của sứ mệnh, cho biết nhiệm vụ này được kỳ vọng sẽ thực hiện thành công chuyến đưa mẫu vật từ Sao Hỏa về Trái Đất đầu tiên trong lịch sử nhân loại.

Trả lời trên Đài Truyền hình Trung ương Trung Quốc (CCTV), Liu cũng tuyên bố rằng việc tìm kiếm bằng chứng về sự sống là mục tiêu khoa học hàng đầu của Tianwen-3.

Các báo cáo trước đó cũng lưu ý rằng điểm hạ cánh tiềm năng của tàu đổ bộ sẽ được lựa chọn dựa trên yếu tố sinh học vũ trụ. Điều này bao gồm các môi trường thích hợp cho sự xuất hiện của sự sống và duy trì nó, chẳng hạn hệ thống đá trầm tích hay thủy nhiệt.

Sứ mệnh cũng sẽ tuân thủ nghiêm ngặt các thỏa thuận quốc tế về bảo vệ hành tinh. Điều này liên quan đến việc thực hiện các nỗ lực để tránh ô nhiễm Sao Hỏa hoặc Trái Đất trên chặng trở về.

Trung Quốc tuyên bố rằng họ có kế hoạch hợp tác với các nhà khoa học trên toàn thế giới để cùng nhau nghiên cứu và chia sẻ các mẫu vật, cũng như dữ liệu từ Sao Hỏa.

Vào tháng 7/2024, Perseverance đã chụp bức ảnh cũng với mẫu đá. Ảnh:NASA/JPL-Caltech/MSSS.

Trước đó, theo CNN, vào năm 2024, xe tự hành Perseverance của NASA cũng đã thu thập mẫu đá, được gọi là Sapphire Canyon, tại khu vực Cheyava Falls, gần thung lũng Neretva Vallis. Nơi đây từng có những dòng sông chảy vào hồ cổ trong miệng hố Jezero cách đây hơn 3 tỷ năm.

“Đây là lần đầu tiên tôi nghĩ rằng chúng ta đã tìm thấy thứ có thể được xem là ‘dấu hiệu sinh học tiềm năng’ trên Sao Hỏa”, Adrian Broz, thành viên nhóm khoa học Perseverance và nhà nghiên cứu tại Đại học Purdue, cho biết.

Mẫu đá có kích thước tương đương một viên phấn, được niêm phong bên trong xe tự hành để chờ ngày đưa về Trái Đất để phân tích. Tuy nhiên, điều này có thể chưa xảy ra trong tương lai gần.