Tham vọng lắp đặt lò phản ứng hạt nhân trên Mặt Trăng của Mỹ

Trong bối cảnh cạnh tranh không gian ngày càng gay gắt, Mỹ, dưới sự dẫn dắt của NASA, đang đẩy nhanh kế hoạch đầy tham vọng nhằm triển khai một lò phản ứng hạt nhân 100 kilowatt trên bề mặt Mặt Trăng vào năm 2030.

Kế hoạch này, được công bố bởi Quyền Giám đốc NASA Sean Duffy vào đầu tháng 8, không chỉ đánh dấu bước ngoặt trong chương trình thám hiểm Mặt Trăng Artemis mà còn là lời đáp trả trực tiếp trước kế hoạch tương tự của Trung Quốc và Nga, dự kiến hoàn thành vào năm 2035.

Tuy nhiên, kế hoạch này đã vấp phải nhiều ý kiến trái chiều từ các chuyên gia quốc tế, với những lo ngại về tính khả thi, chi phí và tác động đối với các chương trình khoa học khác của NASA.

Tại sao cần lò phản ứng hạt nhân trên Mặt Trăng?

Mặt Trăng, với chu kỳ ngày đêm kéo dài 28 ngày Trái Đất (14 ngày ánh sáng, 14 ngày bóng tối), đặt ra thách thức lớn về năng lượng cho sứ mệnh không gian dài hạn. Đặc biệt, tại Nam Cực Mặt Trăng - nơi NASA nhắm đến cho chương trình Artemis, các hố tối vĩnh cửu chứa băng nước, một tài nguyên quý giá cho việc sản xuất nhiên liệu tên lửa và duy trì sự sống. Tuy nhiên, những khu vực này không bao giờ nhận được ánh sáng Mặt Trời, khiến năng lượng mặt trời trở nên không khả thi.

Theo Tiến sĩ Sungwoo Lim, giảng viên cao cấp về ứng dụng không gian tại Đại học Surrey (Anh), “Một lò phản ứng hạt nhân nhỏ có thể hoạt động liên tục, cung cấp năng lượng cho các hệ thống hỗ trợ sự sống, thông tin liên lạc và các thiết bị khoa học quan trọng, ngay cả trong bóng tối”. Điều này đặc biệt quan trọng để duy trì các căn cứ lâu dài và hỗ trợ các sứ mệnh tương lai đến Sao Hỏa, nơi năng lượng mặt trời cũng bị hạn chế bởi các cơn bão bụi.

Kế hoạch của NASA không chỉ mang tính khoa học mà còn mang đậm màu sắc địa chính trị. Theo ông Sean Duffy, quốc gia đầu tiên triển khai lò phản ứng hạt nhân trên Mặt Trăng có thể tuyên bố một “khu vực cấm vào”, hạn chế các quốc gia khác tiếp cận khu vực đó. Việc này có thể ảnh hưởng chương trình Artemis, vốn đặt mục tiêu đưa phi hành gia trở lại Mặt Trăng vào năm 2027 và thiết lập sự hiện diện lâu dài tại Nam Cực Mặt Trăng.

Tuy nhiên, khái niệm “khu vực cấm vào” đang gây tranh cãi. Giáo sư Rossana Deplano, chuyên gia về luật không gian quốc tế tại Đại học Leicester, Anh, giải thích: “Các vùng an toàn được công nhận trong Hiệp định Artemis không phải là tuyên bố chủ quyền lãnh thổ. Chúng chỉ là khu vực thông báo và tham vấn để tránh can thiệp có hại và phải mang tính tạm thời”. Dù vậy, việc thiết lập cơ sở hạ tầng như lò phản ứng hạt nhân vẫn mang lại ảnh hưởng đáng kể, cho phép quốc gia đó định hình cách các quốc gia khác hoạt động trên Mặt Trăng.

Cơ sở pháp lý và tiền lệ lịch sử

Việc sử dụng năng lượng hạt nhân trong không gian không phải là điều mới mẻ, được điều chỉnh bởi các quy định quốc tế. Hiệp ước Không gian Ngoài năm 1967, được ký kết bởi các cường quốc không gian như Mỹ, Trung Quốc và Nga, cho phép sử dụng năng lượng hạt nhân một cách hòa bình trên Mặt Trăng, miễn là tuân thủ các nguyên tắc minh bạch và an toàn.

Ngoài ra, Nghị quyết không ràng buộc của Liên hợp quốc năm 1992 về Các nguyên tắc liên quan đến việc sử dụng nguồn năng lượng hạt nhân trong không gian đặt ra các hướng dẫn về an toàn và tham vấn quốc tế.

Theo bà Michelle Hanlon, chuyên gia luật không gian tại Đại học Mississippi, “Việc triển khai lò phản ứng hạt nhân trên Mặt Trăng không vi phạm luật quốc tế, nhưng cách thức triển khai sẽ quyết định mức độ ảnh hưởng của quốc gia đó đối với các quy tắc và kỳ vọng trên Mặt Trăng”. Bà nhấn mạnh rằng quốc gia đầu tiên thành công có thể định hình các chuẩn mực cho hoạt động không gian trong tương lai.

Năng lượng hạt nhân đã được sử dụng trong không gian từ những năm 1960. Mỹ từng phóng lò phản ứng thử nghiệm SNAP-10A lên quỹ đạo năm 1965, trong khi Liên Xô triển khai hàng chục lò phản ứng hạt nhân nhỏ cho vệ tinh. Các tàu thăm dò như Voyager và Curiosity của NASA sử dụng các máy phát đồng vị phóng xạ để cung cấp năng lượng. Những tiền lệ này cho thấy năng lượng hạt nhân là một giải pháp đã được kiểm chứng, nhưng việc triển khai một lò phản ứng hạt nhân trên bề mặt Mặt Trăng vẫn là bước tiến đầy thách thức.

Thách thức công nghệ và thời gian

Mặc dù nhiều chuyên gia đồng ý việc đặt lò phản ứng hạt nhân trên Mặt Trăng là khả thi về mặt kỹ thuật, mốc thời gian 2030 của NASA bị coi là quá tham vọng. Ông Joseph Cirincione, chuyên gia hạt nhân và phó chủ tịch Trung tâm Chính sách Quốc tế, cho rằng kế hoạch này không thực tế.

Ông chỉ ra rằng NASA từng tuyên bố trong nhiệm kỳ đầu của Tổng thống Trump sẽ phát triển lò phản ứng hạt nhân mô-đun nhỏ vào năm 2026, nhưng đến nay vẫn chưa có tiến triển gì đáng kể. “Họ hứa hẹn, làm video truyên truyền kế hoạch trên YouTube, nhưng lò phản ứng đâu rồi?” ông đặt câu hỏi.

Tiến sĩ Kathryn Huff, cựu quan chức Bộ Năng lượng Mỹ, cũng bày tỏ sự hoài nghi trên mạng xã hội, cho rằng “Mục tiêu vào năm 2030 không phù hợp với xu hướng ngân sách gần đây của NASA”. Bà cảnh báo rằng việc ưu tiên dự án lò phản ứng có thể làm ảnh hưởng đến các chương trình khoa học khác, như quan sát khí hậu và dự báo thời tiết từ không gian.

Ngược lại, chuyên gia Sebastian Corbisiero, giám đốc chương trình tại Phòng thí nghiệm Quốc gia Idaho, tỏ ra lạc quan hơn; cho rằng công nghệ lò phản ứng hạt nhân được phát triển qua nhiều thập niên; có thể được điều chỉnh để đáp ứng các yêu cầu khắc nghiệt của không gian như kích thước nhỏ gọn, khả năng hoạt động trong môi trường chân không.

“Công nghệ này không phải là điều gì quá mới mẻ. Vấn đề là tích hợp nó vào một hệ thống phù hợp với tên lửa và môi trường Mặt Trăng”, ông nói.

Để đạt được mục tiêu 2030, NASA cần vượt qua ba thách thức công nghệ lớn: Một là tên lửa vận chuyển. Lò phản ứng 100 kilowatt cần được vận chuyển bằng tên lửa hạng nặng như Starship, có khả năng chở tới 15 tấn hàng. Tuy nhiên, Starship vẫn trong giai đoạn thử nghiệm và từng gặp sự cố nổ trong các chuyến bay thử. Hệ thống Phóng Không gian (SLS) của Boeing, một lựa chọn thay thế, lại đối mặt với nguy cơ bị hủy bỏ do đề xuất cắt giảm ngân sách của chính quyền Trump.

Hai là thiết kế lò phản ứng. Lò phản ứng phải nhỏ gọn, nhẹ, có khả năng chịu được điều kiện khắc nghiệt trên Mặt Trăng như nhiệt độ dao động từ 250°F (121°C) vào ban ngày đến -400°F (-240°C) vào ban đêm.

Theo Giáo sư Mike Fitzpatrick từ Đại học Coventry, Anh, một lò phản ứng 100 kilowatt là “nhỏ so với các lò trên Trái Đất”, nhưng vẫn đòi hỏi các thành phần được thiết kế đặc biệt để tồn tại trong môi trường không gian.

Ba là hạ cánh an toàn. Việc hạ cánh lò phản ứng xuống Mặt Trăng là thách thức lớn. Các nỗ lực hạ cánh gần đây của Nhật Bản năm 2023, 2025 đã thất bại, cho thấy độ phức tạp của nhiệm vụ này. NASA cần đảm bảo lò phản ứng được triển khai an toàn mà không gây rủi ro cho môi trường Mặt Trăng hoặc các sứ mệnh tương lai.

Rủi ro, tranh cãi và triển vọng

Một trong những điểm gây tranh cãi lớn nhất là ngân sách NASA. Dưới chính quyền Trump, NASA đối mặt đề xuất cắt giảm 6 tỷ USD trong ngân sách năm 2026, cùng với việc chấm dứt hàng chục chương trình khoa học và hơn 2.000 nhân viên dự kiến rời đi theo chương trình “nghỉ hưu tự nguyện”. Tiến sĩ Huff cảnh báo việc đẩy nhanh dự án lò phản ứng có thể làm suy yếu các ưu tiên khác như nghiên cứu khí hậu và khoa học Trái Đất, vốn đóng vai trò quan trọng trong sứ mệnh của NASA.

Mặc dù các lò phản ứng được thiết kế để sử dụng hòa bình và tuân thủ các giao thức an toàn nghiêm ngặt của Liên hợp quốc, vẫn có những lo ngại về rủi ro phóng xạ. Giáo sư Fitzpatrick nhấn mạnh việc vận chuyển nhiên liệu hạt nhân lên Mặt Trăng là an toàn nhưng vấn đề lưu trữ, xử lý chất thải phóng xạ sau khi lò phản ứng hoạt động vẫn chưa được giải quyết. “Cần có sự đồng thuận quốc tế về cách xử lý chất thải trên Mặt Trăng để tránh xung đột trong tương lai”, ông nói.

Tuy nhiên, Tiến sĩ Bhavya Lal, cựu quan chức NASA, bác bỏ các lo ngại. Bà lập luận với khoản đầu tư 3 tỷ USD và cam kết nghiêm túc, dự án lò phản ứng hạt nhân là hoàn toàn khả thi vào năm 2030.

Kế hoạch của NASA được thúc đẩy bởi sự cạnh tranh với Trung Quốc và Nga, hai quốc gia công bố kế hoạch xây dựng lò phản ứng trên Mặt Trăng vào năm 2035 để cung cấp năng lượng cho Trạm Nghiên cứu Mặt Trăng Quốc tế (ILRS). Trung Quốc, với những bước tiến vượt bậc trong không gian như xây dựng trạm vũ trụ Tiangong và hạ cánh tàu thăm dò ở phía xa Mặt Trăng, trở thành đối thủ đáng gờm.

Tiến sĩ Lim nhận định: “Đây là cuộc đua không gian mới, nơi các quốc gia như Mỹ, Trung Quốc, Nga và Ấn Độ đang cạnh tranh để giành quyền kiểm soát chiến lược trên Mặt Trăng”.

Nếu thành công, lò phản ứng hạt nhân trên Mặt Trăng sẽ mở ra kỷ nguyên mới cho thám hiểm không gian. Nó không chỉ cung cấp năng lượng ổn định cho các căn cứ Mặt Trăng mà còn đặt nền móng cho các sứ mệnh đến Sao Hỏa và xa hơn. Nước đá tại Nam Cực Mặt Trăng có thể được khai thác để sản xuất nước, oxy và nhiên liệu tên lửa, biến Mặt Trăng thành trạm tiếp nhiên liệu cho các sứ mệnh không gian sâu.

Hơn nữa, việc phát triển công nghệ lò phản ứng hạt nhân nhỏ gọn có thể mang lại lợi ích cho Trái Đất như cung cấp năng lượng cho các khu vực xa xôi hoặc hỗ trợ phát triển năng lượng hạt nhân an toàn hơn. Chuyên gia Corbisiero nhấn mạnh: “Công nghệ này không chỉ dành cho không gian mà còn có thể cách mạng hóa cách chúng ta sản xuất năng lượng trên Trái Đất”.

Để đạt được mục tiêu vào năm 2030, NASA cần vượt qua những rào cản lớn về tài chính, công nghệ và chính trị. Một kế hoạch minh bạch, tuân thủ các quy định quốc tế và khuyến khích hợp tác sẽ giúp giảm thiểu căng thẳng địa chính trị và đảm bảo an toàn cho các sứ mệnh tương lai.

Bà Hanlon kêu gọi: “Mỹ có cơ hội dẫn đầu không chỉ về công nghệ mà còn về quản trị không gian. Việc công khai kế hoạch và cam kết sử dụng hòa bình sẽ khuyến khích các quốc gia khác làm điều tương tự”.