NASA biến chất thải của phi hành gia thành nguồn sống cho Mặt Trăng
NASA đang thử nghiệm hệ thống xử lý nước thải tiên tiến có khả năng biến phân người, nước tiểu và rác thực phẩm thành nguồn dinh dưỡng cho cây trồng trên Mặt Trăng.
Công nghệ này được xem là mắt xích quan trọng giúp hiện thực hóa kế hoạch xây dựng căn cứ Mặt Trăng và duy trì sự sống lâu dài ngoài không gian.
NASA đang tiến thêm một bước quan trọng trên hành trình chinh phục không gian khi phát triển hệ thống xử lý nước thải có thể biến chất thải của con người thành nguồn tài nguyên phục vụ sản xuất lương thực.
Công nghệ mới không chỉ giúp giảm lượng vật tư phải vận chuyển từ Trái Đất mà còn tạo nền tảng cho các khu định cư dài hạn trên Mặt Trăng và xa hơn là sao Hỏa.
Trong dự án mới nhất, NASA phối hợp với Đại học Bắc Dakota thử nghiệm Hệ thống xử lý nước thải di động Divergent. Hệ thống được thiết kế để xử lý toàn bộ chất thải sinh hoạt của phi hành gia, từ phân, nước tiểu đến thức ăn thừa, sau đó chuyển hóa thành nước giàu dinh dưỡng phục vụ trồng trọt và tái chế thành các nguồn tài nguyên có ích.
Các sinh viên và nhà nghiên cứu sẽ tham gia một đợt thử nghiệm kéo dài trong môi trường mô phỏng điều kiện sống trên Mặt Trăng. Mục tiêu là đánh giá khả năng vận hành thực tế, độ bền, độ tin cậy cũng như nhu cầu đào tạo phi hành đoàn khi sử dụng hệ thống trong tương lai.
Theo các nhà khoa học, đây là một trong những thử nghiệm quan trọng nhất nhằm giải quyết bài toán tự chủ nguồn nước và thực phẩm cho các sứ mệnh không gian dài ngày. Nếu thành công, công nghệ này sẽ giúp giảm đáng kể chi phí hậu cần vốn là rào cản lớn đối với các kế hoạch xây dựng căn cứ ngoài Trái Đất.
Từ chất thải đến nguồn dinh dưỡng cho cây trồng trên Mặt Trăng
Điểm nổi bật của hệ thống Divergent là khả năng xử lý riêng biệt từng loại chất thải. Toàn bộ quy trình được thực hiện thông qua ba lò phản ứng sinh học chuyên dụng, mỗi lò đảm nhận một nhiệm vụ khác nhau nhằm tối ưu hiệu quả chuyển hóa.
Phân và rác thực phẩm được đưa vào một lò phản ứng để tạo ra nước giàu dinh dưỡng có thể dùng tưới cây. Trong khi đó, nước tiểu và nước thải sinh hoạt phát sinh từ các hoạt động thường ngày như tắm rửa hay giặt giũ sẽ được xử lý trong hai lò phản ứng còn lại.
Một phần lượng nước sau xử lý có thể tiếp tục được lọc thành nước sạch phục vụ sinh hoạt hoặc uống trực tiếp. Điều này giúp hình thành một chu trình khép kín, nơi chất thải không còn là thứ phải loại bỏ mà trở thành nguồn tài nguyên tái sử dụng nhiều lần.
Toàn bộ hệ thống được đặt trong một xe kéo di động tích hợp khu vườn thẳng đứng sử dụng nguồn nước tái chế. Đây chính là mô hình thu nhỏ của một môi trường sống tương lai trên Mặt Trăng, nơi con người vừa xử lý chất thải vừa sản xuất thực phẩm ngay tại chỗ.
Đối với các phi hành gia, việc sử dụng hệ thống không quá khác biệt so với nhà vệ sinh trên Trạm Vũ trụ Quốc tế. Chất thải sẽ được phân loại tự động ngay từ đầu và chuyển đến các khu xử lý phù hợp mà không cần thao tác phức tạp.
Các chuyên gia cho rằng công nghệ tái chế chất thải thành dinh dưỡng cho cây trồng sẽ là yếu tố quyết định khả năng duy trì sự sống trong những sứ mệnh kéo dài nhiều tháng hoặc nhiều năm ngoài không gian.
Công nghệ then chốt cho tham vọng xây dựng căn cứ Mặt Trăng
Sự xuất hiện của hệ thống Divergent phản ánh bước tiến lớn trong công nghệ hỗ trợ sự sống của NASA. Nếu như trong các sứ mệnh Apollo những năm 1960, phi hành gia buộc phải để lại hàng chục túi chứa chất thải trên bề mặt Mặt Trăng nhằm giảm tải trọng tàu vũ trụ, thì ngày nay chất thải đang được xem là nguồn tài nguyên có giá trị.
Những tiến bộ trong nhiều thập kỉ qua đã giúp hoạt động vệ sinh trong không gian trở nên hiệu quả hơn đáng kể. Đặc biệt, NASA đã đạt cột mốc quan trọng vào năm 2023 khi hệ thống hỗ trợ sự sống trên Trạm Vũ trụ Quốc tế có khả năng thu hồi gần 98% lượng nước từ hơi thở, mồ hôi và nước tiểu của phi hành đoàn.
Việc tiếp tục phát triển các công nghệ tái chế tiên tiến sẽ giúp NASA tiến gần hơn tới mục tiêu xây dựng căn cứ bán kiên cố trên Mặt Trăng trong những năm tới. Đây được xem là bước đệm quan trọng trước khi con người hướng tới các sứ mệnh có người lái tới sao Hỏa.
Các nhà khoa học nhận định rằng thách thức lớn nhất của việc sinh sống ngoài Trái Đất không nằm ở công nghệ tên lửa mà là khả năng duy trì nguồn nước, thực phẩm và môi trường sống ổn định trong thời gian dài. Vì vậy, hệ thống xử lý nước thải thành phân bón và nước tái chế có thể trở thành một trong những phát minh quan trọng nhất của kỉ nguyên khám phá không gian mới.
Thành công của dự án sẽ chứng minh rằng ngay cả những thứ tưởng chừng vô giá trị như phân người cũng có thể trở thành nguồn lực thiết yếu giúp con người xây dựng cộng đồng bền vững trên Mặt Trăng trong tương lai.
