Mỹ tung vũ khí mới trong cuộc đua khoáng sản: Thiết bị nhỏ bằng lò vi sóng nhưng “thấy” cả Trái Đất, săn mỏ lithium từ độ cao 18.000m, có thể thay đổi cuộc chơi năng lượng toàn cầu

NASA đang đưa hoạt động thăm dò khoáng sản lên một tầm cao hoàn toàn mới khi triển khai AVIRIS-5 – cảm biến quang phổ hình ảnh tiên tiến có khả năng phát hiện dấu vết khoáng sản từ tầng bình lưu. Thiết bị có kích thước tương đương một chiếc lò vi sóng nhưng được tích hợp công nghệ thế hệ mới, cho phép lập bản đồ các loại đá giàu lithium và nhiều khoáng chất quan trọng khác với độ chi tiết chưa từng có.

Được đặt trên máy bay nghiên cứu ER-2 chuyên bay ở độ cao lớn của NASA, AVIRIS-5 bắt đầu thực hiện các chuyến khảo sát trên bầu trời miền Tây nước Mỹ ở độ cao khoảng 60.000 feet. Từ vị trí này, cảm biến có thể thu nhận những tín hiệu quang phổ mờ nhạt phản xạ từ bề mặt địa chất – điều mà các thiết bị thông thường khó có thể làm được. Mỗi điểm ảnh là một phổ ánh sáng chi tiết, cho phép các nhà khoa học "đọc" được thành phần khoáng chất giống như nhận diện dấu vân tay.

Chiến dịch được thực hiện trong khuôn khổ hợp tác giữa NASA và Cơ quan Khảo sát Địa chất Hoa Kỳ (USGS), trở thành nỗ lực lập bản đồ khoáng sản trên không lớn nhất từng được triển khai tại Mỹ. Đây cũng là một phần của Earth MRI – chương trình hiện đại hóa toàn diện bản đồ địa chất nhằm xác định trữ lượng các khoáng sản quan trọng phục vụ nhu cầu năng lượng, sản xuất và an ninh quốc gia.

Chỉ trong năm đầu tiên hoạt động, AVIRIS-5 đã bay hơn 200 giờ để quét các khu vực thuộc Nevada, California và nhiều bang miền Tây. Một trong những phát hiện nổi bật là hectorite – loại đất sét chứa lithium giá trị cao – nằm trong chất thải của một mỏ bỏ hoang ở California.

Đây là tín hiệu đáng chú ý khi lithium nằm trong danh sách 50 khoáng sản thiết yếu do Mỹ xác định có rủi ro cao đối với chuỗi cung ứng. Việc phát hiện từ tầng bình lưu mở ra cách tiếp cận hoàn toàn mới, giúp đẩy nhanh công tác đánh giá tài nguyên trong bối cảnh nhu cầu lithium phục vụ pin và năng lượng sạch đang tăng mạnh toàn cầu.

Theo Nhà khoa học hệ thống Trái đất Dana Chadwick thuộc NASA JPL, khả năng ứng dụng của AVIRIS-5 vượt xa phạm vi khoáng sản. Cảm biến có thể góp phần cải thiện công tác quản lý đất đai, đánh giá nguồn nước từ tuyết tan hay theo dõi các khu vực có nguy cơ cháy rừng.

Điều khiến thiết bị này trở nên đột phá nằm ở độ phân giải không gian gấp đôi so với thế hệ trước, cho phép quan sát các chi tiết địa hình nhỏ chỉ 30 cm từ khoảng cách hơn 17 km. Mỗi chuyến bay của AVIRIS-5 tạo ra các khối dữ liệu khổng lồ bao gồm hình ảnh và phổ phản xạ chi tiết của từng pixel, cung cấp nguồn dữ liệu vượt trội cho phân tích địa chất.

Công nghệ của AVIRIS-5 thừa hưởng các đột phá từ Phòng thí nghiệm Thiết bị siêu nhỏ của NASA JPL, nơi các kỹ sư sử dụng lăng kính, lưới nhiễu xạ, mảng cảm biến và vật liệu đặc biệt như “silicon đen” – một trong những chất hấp thụ ánh sáng mạnh nhất từng được tạo ra – để giảm nhiễu và tăng độ chính xác. Những cảm biến cùng thế hệ đã từng đồng hành với các sứ mệnh không gian, từ lập bản đồ lớp vỏ Sao Hỏa, khám phá các hồ trên Titan cho đến phát hiện nước trên Mặt Trăng.

Kể từ khi AVIRIS đầu tiên ra mắt vào năm 1986, dòng cảm biến này đã được sử dụng để nghiên cứu núi lửa, thiên tai, cháy rừng, cây trồng và nhiều hiện tượng địa chất – sinh thái khác. AVIRIS-5 tiếp tục mở rộng di sản đó bằng một dự án quy mô chưa từng có, được hậu thuẫn bởi Luật Cơ sở hạ tầng lưỡng đảng của Mỹ.

Trong vòng bốn năm, chương trình GEMx kỳ vọng giúp các địa phương khai thác giá trị mới từ các mỏ cũ, xác định trữ lượng khoáng sản tiềm năng và khoanh vùng rủi ro môi trường như nước thải axit.

Với AVIRIS-5, việc lập bản đồ lithium chỉ là điểm khởi đầu. NASA kỳ vọng thiết bị sẽ thay đổi cách chúng ta quan sát Trái Đất – từng bước một – thông qua kho dữ liệu quang phổ sắc nét nhất từng thu được từ bầu trời.