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1吨月壤有望生产超50千克水！我国科学家发布月壤研究新发现

2024-08-22 15:21 央视新闻客户端责任编辑：陈曦

我国嫦娥五号月壤研究又有新发现——中国科学院宁波材料所、中国科学院物理所等单位组成的科研团队,经过3年的深入研究和反复验证,发现了一种全新的利用月壤大量生产水的方法,有望为未来月球科研站及空间站的建设提供重要设计依据。

水是建设月球科研站及未来开展月球星际旅行,保障人类生存的关键资源,探寻水资源是月球探测的首要任务之一。科学家之前主要关注月球上自然态水资源的分布情况,前期研究结果表明,月壤玻璃、斜长石、橄榄石和辉石等多种月壤矿物中含有少量水,但这些矿物的含水量仅在0.0001%-0.02%之间,极其稀少,难以在月球原位提取利用。因此,研究探测新的月球水资源及其开采策略,无疑是未来探月工程的重点内容。

1吨月壤有望生产超50千克的水

经过深入研究和反复验证,科研人员发现,月壤矿物由于太阳风亿万年的辐照,储存了大量氢。在加热至高温后,氢将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。当温度升高至1000℃以上时,月壤将会熔化,反应生成的水将以水蒸气的方式释放出来。

经过多种实验技术分析,研究团队确认,1克月壤中大约可以产生51-76毫克水。以此计算,1吨月壤将可以产生约51-76千克水,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。

科研团队通过对不同月球矿物的进一步研究,还发现月壤钛铁矿加热后,可以同步生成大量单质铁和水蒸气气泡,是名副其实的月球“蓄水池”。

基于多项研究结果,科研团队提出一种

具有可行性的月球水资源原位开采与利用策略——

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。加热过程中,月壤将会与太阳风中注入的氢反应生成水、单质铁和陶瓷玻璃。

产生的水蒸气被冷凝为液态水,收集并储存在水箱中,可以满足月球上人类与各种动植物的饮水需要。

通过电分解水可以产生氧气和氢气,氧气可以供人类呼吸,氢气可以作为能源使用。

铁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,也可用作建筑材料。

熔融的月壤也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,该策略将为未来月球科研站以及空间站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完成进一步确认。

(总台央视记者 任梅梅 杜金明)

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