Biến Đổi Đất Sao Hỏa Thành Kim Loại: Bước Tiến Hướng Tới Định Cư Trên Hành Tinh Đỏ

Việc thiết lập các khu định cư trên Sao Hỏa là mục tiêu lâu dài của các nhà khoa học và những người đam mê khám phá vũ trụ. Một thách thức lớn trong nỗ lực này là nguồn cung cấp vật liệu xây dựng. Vận chuyển vật liệu từ Trái Đất vừa tốn kém, vừa không thực tế; chi phí gửi tàu tự hành Perseverance của NASA, nặng một tấn, lên Sao Hỏa ước tính khoảng 243 triệu USD.

Để giải quyết vấn đề này, các nhà nghiên cứu đang khám phá việc sử dụng tài nguyên tại chỗ (ISRU), tận dụng vật liệu địa phương trên Sao Hỏa. Một bước tiến đáng chú ý là sản xuất kim loại từ regolith Sao Hỏa – lớp đất bề mặt của hành tinh. Vào tháng 8 năm 2025, các nhà khoa học từ Đại học Công nghệ Swinburne và CSIRO đã thành công trong việc chiết xuất sắt từ đất mô phỏng Sao Hỏa trong điều kiện mô phỏng môi trường Sao Hỏa. Bước đột phá này cho thấy tiềm năng sản xuất kim loại ngoài Trái Đất, yếu tố thiết yếu cho việc xây dựng nơi ở và cơ sở hạ tầng trên Sao Hỏa.

Quá trình này bao gồm việc nung nóng đất Sao Hỏa đến nhiệt độ cao, làm các oxit giàu sắt bị khử và tạo thành kim loại sắt tinh khiết. Phương pháp này không chỉ cung cấp phương tiện sản xuất vật liệu thiết yếu trên Sao Hỏa mà còn giảm thiểu nhu cầu vận chuyển kim loại từ Trái Đất, làm cho việc định cư trên Sao Hỏa trở nên khả thi hơn. Phát triển này phù hợp với các nỗ lực không ngừng của NASA trong công nghệ ISRU.

Vào tháng 4 năm 2025, chương trình Flight Opportunities của NASA đã tổ chức một hội thảo trực tuyến thảo luận về sự tiến bộ của công nghệ ISRU thông qua các bài kiểm tra bay. Hội thảo nhấn mạnh tầm quan trọng của việc sử dụng tài nguyên địa phương trên các thiên thể để hỗ trợ khám phá bền vững, đồng thời nêu bật vai trò của ISRU trong việc giảm chi phí nhiệm vụ và tăng cường khả năng tự cung tự cấp.

Nghiên cứu của CSIRO và Đại học Swinburne, được công bố vào tháng 8 năm 2025, đã chứng minh khả năng sản xuất sắt nguyên chất ở nhiệt độ khoảng 1.000°C và hợp kim sắt-silicon ở khoảng 1.400°C bằng cách sử dụng đất Sao Hỏa mô phỏng. Quá trình này sử dụng năng lượng mặt trời tập trung làm nguồn nhiệt và carbon từ khí quyển Sao Hỏa, một sản phẩm phụ của quá trình sản xuất oxy, làm chất khử. Điều này bổ sung cho nỗ lực của NASA với thí nghiệm MOXIE trên tàu Perseverance, đã chứng minh khả năng tạo ra oxy từ khí quyển Sao Hỏa, cho thấy tiềm năng kết hợp các quy trình này để sản xuất cả oxy và kim loại cho các nhiệm vụ trong tương lai.