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人类成功进入太空后 , 作为地球唯一的天然卫星——月球 , 首先成了人类重点探测的目标 。
人类探月史在上世纪60-70年代 , 美国和前苏联就已登陆过月球 , 并从月球上采集到了样品 。 美国一共执行了6次载人登月计划 , 人工地带回月岩共近382千克 , 还赠给了我国1克月壤;而苏联则是通过发射无人探索器 , 也从月球上挖回了共计301克样品 。 时隔进四十多年 , 2020年12月 , 我国嫦娥五号登月也成功采回来了1731克珍贵的月壤 。
与之前美苏两国取回的月球样品不同 , 嫦娥五号采集月壤的区域是美苏未涉足过的全新开采区域(月球风暴洋的东北角) , 距离美苏的采样点都在1000公里以上 , 采样深度也更深一些 , 与以往采集的样品相比 , 有很大的不同 , 极具研究价值 。
月壤长啥样?月壤即月球上的土壤 , 呈灰色颗粒状 , 从外观来看 , 与我们地球上常见的土壤相似 , 但成分上来看 , 月壤与地球土壤却有天壤之别 。
地球土壤由各种颗粒状矿物质、有机物、水分、空气、微生物等组成 。
而月球表面没有大气保护 , 月壤是由小天体的撞击作用和太阳风的作用形成的 。 大块的月球岩石在陨石的反复撞击下被不断打碎、胶结、混合 , 最终在月球表面形成了一层沙土 , 由月球岩石碎屑、粉末、角砾、撞击熔融玻璃等物质组成的混合物 。
嫦娥五号月壤的新发现在2021年10月 , 中国科研人员在国际顶级学术期刊《Nature》上发表了多篇关于嫦娥五号采回的月壤研究成果的重要论文 。
有一项研究发现 , 嫦娥五号挖回的月球样本的年龄不到20亿年 。 而此前 , 从美国阿波罗飞船挖回的月壤相关分析中 , 学界普遍认为月球在28亿年前就已经死亡了(月球不再有岩浆活动 , 一片死寂) 。 但对嫦娥五号月壤样品中含有的玄武岩(由岩浆喷发产生)的测定 , 又发现月球在20亿年前仍存在岩浆活动 。 说白了就是 , 最新的研究表示月球寿命比之前测定的延长了约8亿年 , 改变了此前人类对月球寿命的固有认知 , 这可是个重大发现 。
月球上的宝藏物质月壤可不是一般的土 , 当中存在大量宝贵的矿产资源 , 价值万金 。 嫦娥五号此次带回的1731克月壤中 , 还发现一个十分值得关注的重要物质:氦-3(3He) 。
氦-3 , 是氦的同位素之一 , 含有两个质子和一个中子 , 它是目前最理想的核聚变能源燃料 。 与氢的核聚变反应不同 , 氦-3与氦-3在核聚变反应过程中不产生放射性中子 , 也就是说不会产生辐射 , 不会污染环境 , 而且还能产生更高的能量 , 并且反应过程易于控制 。
因而氦-3可运用在可控核聚变当中 , 采用氦-3核聚变发电 , 既无污染又安全可控 , 能源效率还很高 , 简直就是\"完美能源\" 。 然而这么优秀的燃料在地球上的含量却很罕见 。
氦-3大量存在于太阳喷射出来的高能粒子流——太阳风中 , 最初是由太阳内部的热核反应所产生的 , 然后太阳风将氦-3吹向四面八方 , 散落到其他天体上 。 地球因为有厚厚的大气层和磁场的保护 , 便把太阳风“拒之门外” , 故地球表面很难接收到氦-3 。 而月球自身没有大气层和磁场 , 太阳风能够长驱直入 , 月球土壤得以疯狂接收氦-3 , 日积月累 , 月壤氦-3的含量越积越多 , 数量十分可观 。
据科学家估计 , 月球上氦-3的总量大概在300万-500万吨 , 储量极为丰富;而在地球已探明可获取的所有氦-3的总量也就只有500公斤 , 也就是只有半吨左右 , 非常稀少 , 根本无法满足人类的需要 , “物以稀为贵”造就了氦-3高昂的价值 , 在地球上每吨氦-3价值高达180~200亿人民币 。
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