月壤制取氧气效率高,中国已成功试验,或将作为月球基地氧气来源

人类探索月球 , 自然少不了在月球上建立长期基地 。 但以往的航天任务 , 都是依靠地面货运飞船运载补给 。 空间站因为距地高度只有几百公里 , 发射一次货运飞船 , 来回时间较短 , 可以不用过多依赖自发循环补给 。
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月球南北极大量水冰可作为水资源补给
如果是月球表面基地的话 , 往返一次运输货物就得数天 , 维持一个基地运转就需要一次发射多艘货运飞船 , 这样自然没法达到要求 。 宇航员在地球之外的宇宙环境中生存 , 少不了水和氧气 。 食物的需求量不算太多 , 加上可以依靠种植来补充一些食物 , 用飞船运输也没太大问题 。
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而水的使用量就比较大了 , 空间站有专门的收集过滤净化设备 , 能够实现水资源的循环使用 。 然而也只能满足小型基地的供给需要 , 月球上并不缺乏水资源 , 依靠探测设备的帮助 , 人类已经得知月壤下含有大量水冰 。
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尤其是月球的南北极地区 , 水冰总量就更多了 。 开采这些水冰可以获得大量水 , 不用再像空间站那样收集水循环使用 。
月壤中包括多种氧化物可提炼氧气
但另一个问题解决起来就不是那么容易了 。 宇航员每天呼吸需要一定量的氧气 , 月球基地自然不会像空间站那样 , 只能容纳数名宇航员 。
开采月球资源还是需要不少人管理的 , 要获得供众多人员呼吸的氧气 , 仅依靠电解水效率太低 。 电解水不仅需要耗费多余的能量 , 而且也需要消耗一定的水 。
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虽说月球基地能够补充水资源 , 但这跟基地的修建位置有关 。 月面上不是所有地方都有丰富的水冰 , 从远距离的南北极区域运输水冰过去 , 也会增加成本 。 那有没有更方便地获取氧气的途径呢?一种更好的办法是 , 依靠提炼月岩矿石中的氧 , 来补充足够的氧气 。 同时还能获得精炼的金属资源 。
通过对月球取样返回的样本成分进行分析 , 研究人员发现月壤中有很多氧化物 。 月壤是月球表面岩石在极大温差环境下风化形成的 , 月球没有大气 , 被太阳照射 , 表面温度可达127℃ 。 没照射到太阳光的地方 , 热量散失迅速 , 温度可低至-183℃ 。 长期处于这种环境中 , 月岩不断崩解风化 , 颗粒十分细腻 , 粒径平均只有几十到一百微米 。
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虽然形态上 , 月壤不像是矿物 , 但实际组分并未发生变化 。 月壤主要由辉石、橄榄石、斜长石等组成 , 其中有多种常见金属氧化物 。 地球上提炼金属最开始还得粉碎 , 月壤本来就是粉末 , 提炼金属更容易 。 还能用来作为月面基地建筑材料 。
开采月球资源难度很大
中国在探月工程上正不断推进 , 在登月探测器上用小型反应炉做了提炼金属及制取氧气的实验 , 取得了不错的效果 。 制取氧气效率较高 , 100公斤样品可以提炼20至30公斤氧气 。 而且原料是月球上随处可见的月壤及月岩 , 必要的水和氧气来源得到解决 , 建设月球基地仍面临其他难题 。
主要的问题就是运输成本太高 , 前期很多设备运过去需要投入很大发射运输成本 。 即使依靠长征九号这样的超重型火箭 , 也难以有效降低发射成本 。 至于开采月球上重要的矿物资源 , 难度并不比载人登陆火星小 。
月壤制取氧气效率高,中国已成功试验,或将作为月球基地氧气来源
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月壤制取氧气效率高,中国已成功试验,或将作为月球基地氧气来源】或许依靠核动力飞船 , 能够建设月球基地 。 大型采矿设备自然不能直接依靠火箭发射 , 需要在地球轨道进行组装生产 , 这样就得先在地球轨道建造大型基地 。 所以开采月球资源不是单个国家能够做到的 。