1噸月壤可產(chǎn)生超50千克水!最新發(fā)現(xiàn)→

央視新聞微信公眾號 2024-08-22 20:26:18

我國嫦娥五號月壤研究又有新發(fā)現(xiàn)。中國科學院科研團隊經(jīng)過3年的深入研究和反復驗證,提出一種全新的利用月壤大量生產(chǎn)水的方法。利用這種方法,1噸月壤將可以產(chǎn)生約51到76千克的水,有望為未來月球科研站及空間站的建設(shè)提供重要設(shè)計依據(jù)。

1噸月壤有望生產(chǎn)超50千克水

靠太陽能即可滿足要求

水是建設(shè)月球科研站及未來開展月球星際旅行,保障人類生存的關(guān)鍵資源,探尋水資源是月球探測的首要任務(wù)之一。

科研人員介紹,由于月球是一個高真空的環(huán)境,即便有自然存在的水,揮發(fā)速率也非常快,所以月球是非常缺水的狀態(tài)。在這種情況下,要想在月球上直接獲得水,難度非常大。

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但經(jīng)過深入研究和反復驗證,科研人員發(fā)現(xiàn):

月壤礦物由于太陽風億萬年的輻照,儲存了大量氫。

在加熱至高溫后,氫將與礦物中的鐵氧化物發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成單質(zhì)鐵和大量水。

當溫度升高至1000℃以上時,月壤將會熔化,反應(yīng)生成的水將以水蒸氣的方式釋放出來。

經(jīng)過多種實驗技術(shù)分析,研究團隊確認,1克月壤中大約可以產(chǎn)生51至76毫克水。以此計算,1噸月壤將可以產(chǎn)生約51至76千克水,相當于100多瓶500毫升的瓶裝水,基本可以滿足50人一天的飲水量。

科研團隊通過對不同月球礦物的進一步研究,還發(fā)現(xiàn)月壤鈦鐵礦加熱后,可以同步生成大量單質(zhì)鐵和水蒸氣氣泡,是名副其實的月球“蓄水池”。

月壤加熱過程中水和單質(zhì)鐵的形成過程以及各種主要礦物的含水量對比

專家表示,這種利用月壤原位制備水的方法,所用的能源并不需要從地球上專門運過去,靠太陽能即可滿足要求,整個過程的產(chǎn)物也只有鐵和水以及一些氧化物,所以既簡便可行又清潔環(huán)保。

實現(xiàn)用月壤造水還有多遠?

通過實驗,科學家們已經(jīng)掌握了利用月壤原位制備水的方法,那么什么時候才能真正實現(xiàn)在月球上生產(chǎn)水呢?

中國科學院寧波材料技術(shù)與工程研究所研究員王軍強表示,可能最快在2030年之前,嫦娥八號發(fā)射后,去發(fā)射一個驗證性的科研裝置,到月球上去做一些實驗。

專家表示,目前科研團隊正在對驗證方案和裝置進行設(shè)計和研發(fā),如果能在月球上成功制備出大量的水,將為我們未來的月球和深空探索活動提供多方面的支撐。

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基于多項研究結(jié)果,科研團隊提出一種具有可行性的月球水資源原位開采與利用策略——

1.首先通過凹面鏡或菲涅爾透鏡聚焦太陽光加熱月壤至熔融。加熱過程中,月壤將會與太陽風中注入的氫反應(yīng)生成水、單質(zhì)鐵和陶瓷玻璃。

2.產(chǎn)生的水蒸氣被冷凝為液態(tài)水,收集并儲存在水箱中,可以滿足月球上人類與各種動植物的飲水需要。

3.通過電分解水可以產(chǎn)生氧氣和氫氣,氧氣可以供人類呼吸,氫氣可以作為能源使用。

4.鐵可以用于制造永磁和軟磁材料,為電力電子器件提供原材料,也可用作建筑材料。

5.熔融的月壤也可以用來制作具有榫卯結(jié)構(gòu)的磚塊,用于建造月球基地建筑。

通過加熱月壤收集月球水的原位開采與利用策略示意圖

(原標題:1噸月壤可產(chǎn)生超50千克水!最新發(fā)現(xiàn)→)

【責任編輯:黃奕宏】

【內(nèi)容審核:吳鐘旺】