1吨月壤或能产超50kg水！中国有望抢先登月，嫦娥五号样本助力

⭐发布日期：2024年09月22日 | 来源:长江号外

⭐作者：兰利·柯克伍德责任编辑:Admin

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每1吨月壤能有望生产出超50千克水！中国科学家的最新发现，让人类距离定居月球更近了一步。

根据目前的计划，我国将于2030年首次载人登月。这项任务并不容易，哪怕是美国，在阿波罗计划之后，也有差不多50年没能重返月球了。载人登月的难点有很多，其中一点很关键，那就是生命维持系统。

除了食物之外，这个系统最重要的就是水和氧气。熟悉航天知识的朋友都知道，在太空中，氧气也是通过电解水来制备的。更何况在未来的国际月球科研站建设过程中，很多工程也离不开水的参与。由此可见，不论是载人登月还是国际月球科研站任务，都要解决水源的问题。

大家的直觉，是从地球上带水。但这是不太现实的，因为火箭发射成本极高，带的水越多，科学载荷就越少。短时间的载人登月或许还勉强可以，如果未来执行时间较长的月表任务，或者需要水来建造月球基地，我们的火箭发射能力根本不足以支撑这么庞大的用水量。

唯一的办法，就是就地取材，从月球表面获取水资源。

问题在于，尽管我国科学家已经在月球上发现了水，国外科学家也发现月球南极有比较丰富的水资源。但这里提到的“丰富”，只是和月球其他极度干燥的地区进行对比的结果。

研究人员指出，那些储存在月壤玻璃、斜长石、橄榄石和辉石等月壤矿物中的水，含量也仅有0.0001%~0.02%，根本不够用，更何况开采的难度也非常巨大。想要用月球原位水来支持载人登月或者建立月球基地的工作，是远远不够的。

所以，我们还要想办法利用月球上的物质，通过化学反应制备出水来。

这个想法说难也难，说简单也简单。难点在于，很多技术在地球上可以实现，但拿到月球上就没有可行性。简单则在于，水分子是由氢原子和氧原子构成的，咱们只要想办法找到月球上的氢元素和氧元素，就可以对症下药，寻找制水的方法。

幸运的是，月球上的氢，还真不少。

这些氢是从哪来的呢？科学家的回答是——太阳。

原来，太阳不仅随时在发光发热，还一直向太空释放着强烈的辐射，其中一种辐射物质就是质子。所谓的质子，其实就是氢原子核，它们跨越1.5亿公里的太空，来到月球，撞击在月壤中，被储存了下来。

如果大家还记得初中化学，就知道氢是一种具有还原性的气体。所以只要让这些氢以氢气的形式还原月球上的氧化物，就能够夺取其中的氧离子，形成“一氧化二氢”，也就是水。幸运的是，月球上也确实有这样的化合物，那就是钛铁矿。

最近，我国的研究人员通过对嫦娥五号样本进行分析后发现，如果我们能把月壤加热到1000℃，就可以产生大量的水蒸气气泡。

你可能要问了：在月球上制造这么高的温度，能实现吗？月表最高温度还不足130℃，怎么才能超过1000℃呢？

说出来你可能不信，这里用到的还是初中知识，这一次换成了物理学知识。研究团队提出，我们可以利用凹面镜的聚焦原理，将焦点对准月壤，实现升温。凸透镜也可以实现同样的效果，不过相比之下，还有成本更低的菲涅尔透镜可以使用。

不论是凹面镜还是菲涅尔透镜，携带到月球上都不算太难，可以帮助我们在月球上制水。根据研究团队的计算1吨的月壤足以产生51到76千克的水，能满足差不多50个人的全天饮水量！

这个化学反应的绝妙之处就在于，另一种化学产物——铁也非常重要。这种金属元素我们再熟悉不过，本来就广泛地应用于日常生活中的各种场景之中。

不过，铁是一种非常容易被氧化的物质，我们平时是见不到纯铁的。在月球上，由于没有氧气，我们可以轻易地获得几乎纯净的铁单质，接下来想制造什么材料都更加方便。

科学家指出，反应产物中的铁除了用来当做建筑材料之外，还可以用于制造永磁和软磁材料，这些材料对于未来的国际月球科研站来说也是非常重要的。

目前距离我国计划的载人登月时间还有6年的时间，中间还隔着两次无人探月计划，分别是嫦娥七号和嫦娥八号。嫦娥七号的研制已经取得了一定的进展，不论是从既定计划还是时间的角度来看，新增这项试验的概率都非常小。所以，我们期待着嫦娥八号能够率先在月球进行这项试验，完成关键技术的验证，为未来的载人登月打下基础。

和我国相对应的，是美国重返月球计划的不断推迟。该国的阿尔忒弥斯2号任务目前遇到了隔热罩的问题，发射时间有可能被推迟到不早于2027年。