月球|中国月球制氧有绝招！月壤制氧供80亿人用十万年？美澳也行动了！月壤|航天

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自古以来，中国人就在月亮上寄托了许多情愫，也产生了很多的故事与民间传说，例如嫦娥奔月，天狗食月等。时间来到现在，月亮在现代科技面前，少了很多神秘感，但人类依旧对月亮充满好奇。
尤其是发现月球表面储存了大量氦-3之后，针对月球的“抢滩登陆”计划，成了各国太空探测行动的重点。已知月球表面存有储量为 100 至 500 万吨的氦-3 ，而氦-3是核聚变反应堆的理想原材料。如果用氦-3取代核聚变中氘，不仅能解决能源危机，还可以大大减少核污染。据称，仅数十吨氦-3核聚变所产生的能力，就可以满足 21 世纪全球所需要的全部电能。
【月球|中国月球制氧有绝招！月壤制氧供80亿人用十万年？美澳也行动了！】但想要对月球进行全面的开发与研究，月球基地必然必不可少。可人类要在月球表面正常生活居住，首先离不开的就是氧气。可尽管月球确实存在大气层，但却非常稀薄，而且主要由氢、氖和氩组成，根本就没有可供人类生存呼吸需要的氧气。那该怎么办？氧气总不能从地球带吧！
令人可惜的是，之前确实一直都是从地球带的。直到现在，人类在月球停留时间的最长记录，还是阿波罗 17 号在 1972 年 12 月 11 日创造的。其登陆地点为陶拉斯·利特罗山脉，停留时间为 74 小时 59 分。但对于月球基地而言，从地球运氧气实在不太现实。
既然月球大气不存在氧气，我们又不能随便带，那人类该怎么办？天无绝人之路，很快科学家就发现，月球上大约一半的土壤是由富含氧的硅或氧化铁和氧化镁构成的。也就是说，月球实际上有充足的氧气，只不过它们并非以气体形式存在。相反，它被困在月球表面的风化层中——覆盖月球表面的岩石和细尘层。
据估计，每立方米月球风化层平均含有 1.4 吨矿物质，包括约 630 公斤氧。而人类每天只需要呼吸约 800 克氧气就能生存，所以 630 公斤的氧气足够一个人存活大约两年的时间了。如果月球风化层的平均深度约为 10 米，并且我们可以从中提取所有氧气。这意味着月球表面顶部 10 米的风化层所提供的氧气，足够支持地球上 80 亿人呼吸大约十万年的时间。
因此科学家意识到，也许他们可以找到办法，通过月球土壤原地制氧。虽然用土制氧听起来非常科幻，但实际上我国在这方面的技术验证已经完成。在今年举行的深空探索科学技术与应用大会上，我国航天五院的专家向媒体介绍了月壤制氧的新技术——熔融电解法制氧。该技术可将月壤或者岩石加热熔融后进行通电电解，氧气从熔体中以气泡形式释放出来，加热到 1600-2500 度时含氧岩体就可以分解产生氧气。
这个技术的优点在于步骤简单，且无需附加试剂，也不用考虑材料的回收和循环。与此同时，除了制氧之外，该技术还可以实现纯度较高的硅、铁及其他金属材料的制备。不过该技术并非完美，还存在一点瑕疵。由于制备过程需要满足高温条件，因此有较大的危险性。但瑕不掩瑜，熔融电解法制氧胜在效率极高，仅 100 千克的样品，就可制备 20-30 千克的氧气。目前，航天五院 511 所已通过利用嫦娥探测器平台，应用小型反应炉，开展月面制氧试验，并取得了一定成效。
值得注意的是，月壤制氧理念由来已久，各个国家都有在尝试。据英国《新科学家》杂志网站 9月 27 日报道，意大利米兰理工大学的米歇尔·拉瓦尼亚及其同事制造并测试了一款从月球土壤中提取氧的装置，还在 9 月 23 日召开的欧洲行星科学大会虚拟会议上介绍了这项研究。该装置的主要部分是一个温度超过 1000 摄氏度的熔炉。这样的高温迫使被送入熔炉的月球土壤直接从固态变成气态，然后研究人员向其添加氢气和甲烷。这些气体随后发生化学反应，产生可以从中提取的氧气和水。