Vì sao con người phải khai thác tài nguyên không gian?

Đào giếng xuống đất có thể lấy được nước, đó là tài nguyên nước. Khai thác giếng than có thể tìm được nguồn năng lượng, đó là tài nguyên khoáng sản. Vũ trụ ở trạng thái chân không; tuy trong vật lý, chân không vẫn được định nghĩa liên quan đến vật chất, nhưng hình thái của nó dường như là “không có gì”. Vậy trong chân không có tài nguyên nào để khai thác?

Tục ngữ có câu: “Đứng càng cao nhìn càng xa”. Máy bay bay trên cao không bị nhiều vật cản, núi cao và lòng sông trở nên rất nhỏ, tầm nhìn mở rộng. Nếu nhìn xuống từ tàu vũ trụ, khu vực quan sát còn rộng hơn, thậm chí có thể nhìn thấy toàn bộ Trái Đất. Vì vậy, cao và xa cũng là một loại tài nguyên quan trọng, được gọi là tài nguyên vị trí cao xa trong không gian.

Nói chung, các thiết bị vũ trụ có quỹ đạo thấp nhất cách mặt đất khoảng 200 km, khác với những phương tiện như máy bay, khinh khí cầu hoạt động dựa trên nguyên lý động lực học của không khí. Các thiết bị vũ trụ gần như đứng yên tương đối với Trái Đất sẽ không bị biên giới quốc gia và đặc điểm địa lý hạn chế. Những tháp cao hay núi cao trên mặt đất không thể so sánh với chúng. Các thiết bị vũ trụ có thể quay quanh Trái Đất nên phạm vi hoạt động lớn hơn máy bay rất nhiều.

Thiết bị vũ trụ có vị trí càng cao thì phạm vi quan sát mặt đất càng lớn. Vậy có phải càng cao càng tốt không? Không hoàn toàn như vậy. Đặt một quyển sách trên mặt đất, đứng cao 1 m vẫn đọc được chữ trên bìa; nhưng nếu lên tầng hai của ngôi nhà cao 4 - 5 m nhìn xuống thì chữ trên bìa đã không còn rõ. Nếu dùng thiết bị vũ trụ cách xa vài trăm đến vài nghìn km, có thể ngay cả quyển sách cũng không nhìn thấy. Vì vậy, vị trí càng cao thì phạm vi quan sát càng rộng nhưng mật độ thông tin càng thấp. Cùng với sự tiến bộ khoa học kỹ thuật, các thiết bị quan sát mặt đất có độ phân giải cao được trang bị cho tàu vũ trụ, giúp bù đắp nhược điểm mật độ thông tin không đủ. Điều đó giống như bạn đứng trên tầng hai nhưng dùng kính viễn vọng để nhìn từng chữ trên cuốn sách dưới mặt đất.

Ví dụ điển hình về việc khai thác tài nguyên vị trí cao xa trong vũ trụ là các thiết bị vũ trụ đứng yên trên quỹ đạo quanh Trái Đất. Chúng treo ở độ cao khoảng 3 vạn 6 nghìn km trên đường xích đạo, quay theo quỹ đạo tròn có cùng tốc độ góc với Trái Đất tự quay, trong mặt phẳng xích đạo và lấy Trái Đất làm tâm. Một vệ tinh địa tĩnh có thể bao trùm một khu vực rộng bằng 2/5 Trái Đất. Nếu đặt ba vệ tinh trên quỹ đạo tròn này tại ba đỉnh của một tam giác đều, thì có thể bao quát toàn bộ hoạt động quan sát và thông tin trên Trái Đất, trừ Nam Cực và Bắc Cực.

Tài nguyên nào cũng có giới hạn, tài nguyên vị trí cao xa trong không gian vũ trụ cũng vậy. Quỹ đạo địa tĩnh của Trái Đất chỉ có một đường duy nhất. Đó là vị trí quỹ đạo có lợi nhất, nếu bị người khác chiếm trước thì sẽ khó khai thác.

Ngoài tài nguyên vị trí cao xa, tài nguyên không gian còn gồm vùng chân không trên cao, môi trường vũ trụ trong sạch, môi trường trọng lực nhỏ, tài nguyên Mặt Trời và tài nguyên Mặt Trăng. Tuy nhiên, trong thế kỷ XX, nguồn tài nguyên thật sự đem lại lợi ích kinh tế và xã hội to lớn cho con người mới chủ yếu là tài nguyên vị trí không gian trong vũ trụ.