Biến bụi thành điện: Phát minh mở đường cho các thành phố trên Mặt Trăng

Trong khi cả thế giới vẫn đang tìm kiếm lời giải cho năng lượng bền vững trên Trái Đất, một bước đột phá khoa học từ Đức lại mở ra hy vọng cho tương lai không gian. Các nhà nghiên cứu tại Đại học Potsdam vừa công bố một giải pháp táo bạo và sáng tạo: biến bụi Mặt Trăng thành kính năng lượng để sản xuất điện ngay trên bề mặt hành tinh này. Phát kiến này không chỉ là một bước tiến về công nghệ mà còn có thể đặt nền móng cho các thành phố vũ trụ tự cung tự cấp trong tương lai gần.

Biến bụi Mặt Trăng thành kính năng lượng

Thay vì phụ thuộc vào việc mang thiết bị và nguyên liệu từ Trái Đất lên Mặt Trăng – điều vốn tiêu tốn hàng chục triệu đô la mỗi tấn – nhóm nghiên cứu đã tìm ra cách sử dụng chính regolith, loại bụi mịn bao phủ khắp bề mặt Mặt Trăng, để tạo ra vật liệu mới. Khi được đun nóng bằng ánh sáng Mặt Trời tập trung, bụi này tan chảy và kết tinh lại thành một loại kính gọi là “kính Mặt Trăng” (moonglass).

Loại kính đặc biệt này không chỉ đóng vai trò như lớp nền cho các tấm pin năng lượng mà còn có khả năng chống chịu cao trước điều kiện khắc nghiệt của môi trường không gian. Trong các thử nghiệm, kính Mặt Trăng tỏ ra ổn định và bền bỉ trước bức xạ và các tác nhân vật lý, giữ được khả năng truyền ánh sáng sau thời gian dài tiếp xúc với bức xạ Mặt Trời – điều cực kỳ quan trọng để duy trì hiệu suất của pin năng lượng trong môi trường ngoài Trái Đất.

Kính Mặt Trăng tỏ ra ổn định và bền bỉ trước bức xạ và các tác nhân vật lý. Ảnh: Internet

Giải pháp năng lượng mới cho không gian

Điểm đột phá lớn nhất không chỉ nằm ở việc tạo ra kính, mà còn là sự kết hợp với một loại vật liệu bán dẫn tiên tiến có tên perovskite. Đây là khoáng chất nổi bật với khả năng chuyển đổi ánh sáng Mặt Trời thành điện năng với hiệu suất cao, đồng thời có giá thành sản xuất thấp hơn nhiều so với silicon – vật liệu chính trong các tấm pin mặt trời hiện tại.

Việc tích hợp perovskite vào kính Mặt Trăng tạo ra một tổ hợp tấm pin năng lượng có thể sản xuất điện ngay trên bề mặt Mặt Trăng mà không cần vận chuyển thiết bị từ Trái Đất lên. Theo nhóm nghiên cứu, giải pháp này giúp tiết kiệm tới 99% chi phí vận chuyển, đồng thời tạo ra một mô hình sản xuất năng lượng độc lập và bền vững – yếu tố then chốt cho các trạm nghiên cứu dài hạn hoặc thành phố vũ trụ tương lai.

Việc tích hợp perovskite vào kính Mặt Trăng tạo ra một tổ hợp tấm pin năng lượng có thể sản xuất điện ngay trên bề mặt Mặt Trăng. Ảnh: Internet

Viễn cảnh mới cho các khu định cư trên Mặt Trăng và sao Hỏa

Không chỉ là một thành tựu kỹ thuật, nghiên cứu này còn làm rõ chiến lược lâu dài trong tham vọng khám phá không gian của nhân loại. Khi con người tiến gần hơn tới việc định cư trên các hành tinh khác, khả năng tự sản xuất năng lượng từ nguồn tài nguyên sẵn có sẽ trở thành yếu tố sống còn.

Kính năng lượng từ bụi Mặt Trăng mở ra viễn cảnh thiết lập các thành phố vũ trụ hoạt động hoàn toàn bằng năng lượng sạch, không phụ thuộc vào chuỗi tiếp tế từ Trái Đất. Điều này cũng đồng nghĩa với việc con người có thể xây dựng những cộng đồng đầu tiên bên ngoài Trái Đất mà vẫn đảm bảo các nhu cầu cơ bản như chiếu sáng, duy trì nhiệt độ và hỗ trợ hoạt động khoa học.

Tương lai không còn xa: từ phòng thí nghiệm đến ứng dụng thực tế

Mặc dù công nghệ này vẫn đang trong giai đoạn thử nghiệm, song các kết quả ban đầu cho thấy tiềm năng ứng dụng thực tế là hoàn toàn khả thi. Với tốc độ phát triển công nghệ vũ trụ hiện tại, chỉ trong vòng một hoặc hai thập kỷ tới, việc sản xuất pin năng lượng trực tiếp trên Mặt Trăng có thể trở thành hiện thực.

Các hãng vũ trụ lớn như NASA, SpaceX hay ESA chắc chắn sẽ quan tâm đến công nghệ này, khi mà mọi bước tiến nhỏ trong tiết kiệm khối lượng và năng lượng đều có thể tạo ra sự khác biệt lớn trong các nhiệm vụ khám phá hành tinh và xây dựng cơ sở ngoài Trái Đất.

>> Không ai chứng kiến vụ nổ Big Bang, vậy sao ta biết vũ trụ bao nhiêu tuổi?