嫦娥五號新發現:月壤能制造火箭燃料,還能產生氧氣?

天空之城 2022/05/10 檢舉 我要評論

2020年底,嫦娥五號作為中國首個實施無人月面取樣的探測器,成功地從月球帶回了1731克月壤和月巖。

隨后這批月壤進行了多次分發,中國的40多個科研院校和研究所都拿到了樣本,憑著對月壤的研究, 科學家先后在國內外發表了多篇論文,引爆了月球的研究熱潮,不僅進一步揭示了月球的演化史,還發現了月球上蘊含的大量寶貴資源。

近日

中國南京大學的姚穎方教授帶領的科研團隊在國際權威科學期刊《焦耳》上發布了月壤的新發現:月壤中含有豐富的鈦和鐵,它們可以作為燃料的催化劑,在陽光和二氧化碳的作用下,就能制造火箭的燃料和氧氣。

也就是說,月球未來可以作為宇宙飛船的能源補給基地,幫助人類建立一個既能生命支撐也能發射航天器的中繼站,星辰大海將從月球開始啟程。

月球作為地球唯一的天然衛星,從地球誕生之處就圍繞在左右,影響著地球的海洋潮汐和自轉傾角, 和地球以及地球上的生命息息相關。所以要研究地球的演化和未來,一定繞不開研究月球的起源和歷史。

而要對月球有逐步深入的了解,最好的辦法就是從月球取回月壤和月巖樣本,帶回地球在專業的實驗室進行一系列分析研究。

盡管月球是離地球最近的一顆行星,但到過月球的人依然鳳毛麟角,半個多世紀前,美國在美蘇冷戰的背景下,為了自證實力,不惜耗費巨大成本實施了 阿波羅載人登月計劃,先后六次成功登陸月球,十二名宇航員踏上了外星世界。

每次登月宇航員都會出艙在月表撿一些月壤裝在口袋里帶回地球,尤其是最后一次載人登月任務,阿波羅十七號的宇航員一次就帶回了110公斤的樣本,整個阿波羅計劃下來,宇航員帶回的月球樣本總重達到了381公斤。

目前嫦娥五號的第四次分發正在進行

科研院校對月壤仍然在如火如荼的研究。除了復原月球的演化史外,還有另一個重要的任務:尋找月壤和月巖中蘊含的能源。

鄒志剛院士、姚穎方教授團隊與中國科學技術大學合作,采用了 機器學習等方法,對月壤材料結構進行了多次分析,最終明確這批月壤的主要晶體成分大約有24種。

并從光伏電解、 光催化和光熱催化三個方面對月壤的人工合成性能進行評估, 發現其中的 鈦鐵礦、氧化鈦、羥基磷灰石等多達八種的鐵基化合物都可以作為人工光合成的優良催化劑。

基于以上發現,研究人員還針對月球環境,提出了在月球上實現人工光合成的具體步驟與策略:月球上的夜間氣溫極低,可以達到零下173攝氏度,這時就可以通過凝結,把人類呼出的二氧化碳從空氣中直接分離。

月表的月壤就可以作為水分解的電催化劑和二氧化碳的光熱催化劑,把呼出的廢氣和月表開采的水資源轉化為氧氣和氫以及甲烷。

雖然月球和地球很近,但環境卻是天壤之別

月球上沒有大氣層和液態水,月壤中也不存在有機養分,不能種植蔬菜和糧食,但在月球上建立科研基地,實現長期駐人是未來的大勢所趨,所以人類在月球上如何完善保障系統是必須攻克的難題之一,氧氣和水就是其中的關鍵因素。

所以說本次發現有著重大的現實意義,它為在月球的極端環境下建立原位資源利用系統提供了潛在方案,不需要從地球上運輸資源,只需要月球上的太陽能、水和月壤,就有可能實現零能耗的地外生命保障系統。

同時月球的引力只有地球的六分之一, 從月球起飛耗費的燃料更少,且月球上還能大量制造燃料,所以月球在未來一定會是深空探測的跳板,讓人類前往更遠處的星辰大海。

搶先看最新趣聞請贊下面專頁

用戶評論