Các nhà khoa học Ý đã tạo nên bước đột phá mới trong hành trình chinh phục vũ trụ khi phát hiện ra một hang động ngầm trên Mặt Trăng. Khám phá chấn động này mở ra tiềm năng to lớn cho việc xây dựng căn cứ và bảo vệ con người khỏi môi trường khắc nghiệt của Mặt Trăng. NASA, với dự án Artemis Base Camp đầy tham vọng, hướng đến việc tạo ra môi trường sống bền vững trên Mặt Trăng, với những ngôi nhà in 3D và cơ sở vật chất hiện đại, dự kiến khởi động chương trình thám hiểm vào năm 2028.
Tuy nhiên, thách thức đặt ra không hề nhỏ. Mặt Trăng là một môi trường khắc nghiệt, với nhiệt độ dao động từ cực lạnh (tương đương nitơ lỏng) đến cực nóng (vượt quá điểm sôi của nước trên Trái Đất), cùng với lượng bức xạ cao. Tiến sĩ Daniel Brown, phó giáo sư ngành thiên văn học tại Đại học Nottingham Trent, nhấn mạnh: "Môi trường trên Mặt Trăng rất khắc nghiệt. Không có bầu khí quyển hỗ trợ sự sống." Do đó, việc xây dựng môi trường sống điều áp, cách nhiệt ổn định là điều kiện tiên quyết để con người có thể tồn tại và làm việc lâu dài.
Matthew Cosby, giám đốc kỹ thuật vũ trụ tại Trạm Mặt đất Goonhilly, hình dung việc xây dựng căn cứ Mặt Trăng sẽ diễn ra theo từng giai đoạn, tương tự như Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS). "Bước đầu tiên là thiết lập những yếu tố cơ bản – năng lượng, thông tin liên lạc và hoạt động an toàn để đảm bảo sự hiện diện bền vững của con người và robot trên Mặt Trăng," ông nói.
Căn cứ Mặt Trăng sẽ bao gồm khu sinh hoạt, phương tiện di chuyển và hệ thống tạo năng lượng như pin mặt trời. Khu sinh hoạt sẽ được trang bị giường, nhà vệ sinh, phòng thí nghiệm và thiết bị tập thể dục để chống lại tác động của trọng lực thấp. Vật liệu xây dựng là yếu tố then chốt, và bụi Mặt Trăng (regolith) nổi lên như một ứng cử viên sáng giá. Với khả năng phản xạ đặc biệt, regolith có thể được sử dụng để che chắn bức xạ, nhiệt độ và các mảnh vỡ không gian.
Ông Cosby cho biết: "Đã có rất nhiều nghiên cứu về việc sử dụng regolith trong việc xây dựng môi trường sống trên Mặt Trăng, bằng cách sử dụng nó làm vật liệu cho vỏ in 3D hoặc bao phủ môi trường sống được tạo ra trên Trái Đất và gửi lên Mặt Trăng." Quá trình lắp ráp sẽ đòi hỏi sự kết hợp giữa con người và robot. "Nhiều việc có thể thực hiện bằng robot, nhưng cần có sự can thiệp của con người ở một số thời điểm," Tiến sĩ Brown nhận định.Trong tương lai, khi những yếu tố cơ bản đã được thiết lập, căn cứ Mặt Trăng có thể phát triển thành một "thành phố Mặt Trăng" sầm uất, với sân bay vũ trụ, khu vui chơi giải trí và thậm chí là sân bóng đá được khắc laser trên bề mặt.
Nguồn cung cấp thực phẩm là một bài toán khác cần giải quyết. Với thời gian lưu trú lâu dài trên Mặt Trăng, các phi hành gia có thể phải tự trồng trọt. Thực đơn trên Mặt Trăng có thể bao gồm thịt bò nhân tạo được nuôi cấy từ tế bào và các loại cây trồng có thể phát triển trên regolith.
Khu vực phía nam của Mặt Trăng, với trữ lượng nước đá dồi dào, được coi là địa điểm lý tưởng để hạ cánh. "Yếu tố cần thiết nhất cho một cộng đồng con người thành công trên Mặt Trăng là nước," Michelle Hanlon, giáo sư luật không gian tại Đại học Mississippi, khẳng định.
Việc khai thác và xử lý nước đá trên Mặt Trăng thành hydro và oxy là rất quan trọng để duy trì sự sống và cung cấp năng lượng cho máy móc. Tuy nhiên, việc xây dựng căn cứ Mặt Trăng đầu tiên là một bài toán phức tạp với nhiều thách thức. Malcolm Macdonald, kỹ sư công nghệ vũ trụ tại Đại học Strathclyde, cho rằng Artemis III (sứ mệnh đưa con người trở lại Mặt Trăng của NASA) khó có thể diễn ra trước năm 2028, và việc xây dựng căn cứ trên bề mặt Mặt Trăng có thể phải đến những năm 2030 mới được triển khai nghiêm túc.