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1吨月壤产50千克水?我国科学家重大发现,月球竟藏如此奥秘!

   时间:2024-08-22 18:12:42 来源:上海证券报作者:赵云飞编辑:瑞雪 发表评论无障碍通道

近日,我国嫦娥五号月壤研究取得突破性新发现。由中国科学院宁波材料所、中国科学院物理所等机构组成的科研团队,历经三年的深入探索与反复实验,成功发现了一种创新的月壤水资源大量生产方法。这一发现有望为未来月球科研站及空间站的建设提供宝贵的设计依据。

水是月球科研站建设及未来月球星际旅行中保障人类生存的关键资源,因此,探寻月球水资源一直是月球探测的重要任务。据ITBEAR了解,科学家以往主要关注月球上自然态水资源的分布情况。早期研究表明,月壤中的多种矿物,如玻璃、斜长石、橄榄石和辉石等,均含有微量水分,但这些水分的含量极低,仅在0.0001%至0.02%之间,提取利用难度极大。因此,探寻新的月球水资源及其开采策略,无疑成为了未来探月工程的重点研究方向。

科研团队的研究表明,1吨月壤有望生产超过50千克的水。他们发现,月壤矿物在太阳风亿万年的辐照下,储存了大量氢元素。当这些矿物被加热至高温时,氢会与矿物中的铁氧化物发生氧化还原反应,生成单质铁和大量水。当温度升至1000℃以上时,月壤会熔化,反应生成的水将以水蒸气的形式释放出来。

经过多种实验技术的分析,研究团队确认,从1克月壤中可以提取出大约51至76毫克的水。据此计算,1吨月壤可以产生约51至76千克的水,相当于100多瓶500毫升的瓶装水,基本可以满足50人一天的饮水量需求。此外,科研团队还发现,月壤中的钛铁矿在加热后,可以同步生成大量的单质铁和水蒸气气泡,成为名副其实的月球“蓄水池”。

基于这些研究成果,科研团队提出了一种具有可行性的月球水资源原位开采与利用策略。该策略首先通过凹面镜或菲涅尔透镜聚焦太阳光,加热月壤至熔融状态。在加热过程中,月壤将与太阳风中注入的氢反应生成水、单质铁和陶瓷玻璃。产生的水蒸气随后被冷凝为液态水,收集并储存在水箱中,以满足月球上人类与各种动植物的饮水需求。

此外,通过电分解水可以产生氧气和氢气,氧气可供人类呼吸,氢气则可作为能源使用。铁元素可以用于制造永磁和软磁材料,为电力电子器件提供原材料,同时也可用作建筑材料。熔融的月壤还可以用来制作具有榫卯结构的砖块,用于建造月球基地建筑。

专家表示,这一策略将为未来月球科研站以及空间站的建设提供重要的设计依据,并有望在后续的嫦娥探月任务中发射验证性设备以进行进一步的确认。

 
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