中國實作月球資源利用技術突破
中國在探索月球的道路上取得了巨大突破，實作了月球資源利用技術的革命性進展，特別是月球取水技術已經從夢想變為現實。
1969年7月21日，美國的阿波羅11號宇宙飛船成功降落在月球上，這是人類歷史上的首次。太空人們帶回了約21.6公斤的月面土壤和巖石樣本。這些樣本的分析顯示，月球表面幹燥，幾乎不含水分。
隨後，從1969年到1972年間，阿波羅計劃共收集了約382公斤的月球樣本進行研究。科學家們發現，月球土壤中並沒有發現任何含水礦物質。這一發現讓科學家們普遍認為，月球是不含有水分的，這成為了一個基本的科學假設。
這一假設對於理解月球的火山活動歷史、以及地球與月球的起源等問題有著重要的影響。但隨著時間的發展，人類對月球的認識也在不斷深化。現代技術的進步使得我們能夠更深入地研究月球，包括其潛在的水資源。因此，中國在這一領域的創新，標誌著我們在利用月球資源方面邁出了關鍵一步。
月球發現大量分子水，源自火山活動
最近，科學家們利用先進的微量分析技術，從月球樣本中找到了一些關鍵的線索——微量的羥基（OH-）訊號。這讓他們得出結論：月球上確實存在水。他們使用了一種叫月球礦物光譜儀的特殊工具，透過測量月球表面反射的特定顏色光線的能量，來判斷月球表面是否含有水分。要註意的是，這裏的「水」指的是存在於礦物質中的水分子或是羥基。
以前的研究已經估算出月壤中的「水」含量，大約是每噸月壤含有120克「水」，但那時還不能確切知道這些「水」到底是水分子還是羥基。
最新的研究有了重大突破，科學家們在月球樣本中發現了一種含水礦物，這種礦物裏包含了6個水分子組成的分子水，而且在礦物樣本中的占比竟然高達41%。紅外和拉曼光譜技術幫助他們清楚地辨識出了分子水的特征，而電荷密度分析則證實了分子水中的氫原子。
這個含水礦物的結構跟地球上一種罕見的火山口礦物很相似，這種礦物是在熱玄武巖和富含水和氨的火山瓦斯交互作用下形成的。這表明，月球上的含水礦物可能也與火山活動有關聯。
為了確保這一發現的準確無誤，研究團隊對含水礦物的成分和形成環境進行了深入分析，徹底排除了地球汙染或火箭尾氣可能是分子水來源的可能性。
月球特殊水藏發現與取水技術
這次發現的特殊石頭裏有水，說明月球上有種水藏在特定的鹽裏頭。這種水和我們平時看到的水不一樣，不容易蒸發，所以在月球的某些地方，比如太陽直射不到的地方，也能找到它。
月球上的水其實有三種形式：第一種是像冰一樣凍著的水；第二種是能被太陽曬出來的水分子，它們會在月球表面形成一層水膜；第三種是水和別的東西結合在一起的水，比如在石頭裏的水。
這些水都不太容易用，如果水沒法讓人用上，那就沒什麽用處。為了解決這個問題，中國的科學家想出了一個辦法，發明了一種「月球取水」的技術。
這個技術很簡單，就是利用化學反應——你可能在中學化學課上學過，就是把兩種物質混合起來，讓它們發生反應，這樣就能得到我們需要的東西。這就是中國科學家用來從月球上取水的方法。
月球鈦鐵礦巨大氫氣儲庫
月球土壤裏的礦物質，經過數億年太陽風的照射，藏了大量的氫氣，這為制造水提供了一個可能。嫦娥五號帶回的月面樣品中，有一種叫鈦鐵礦（FeTiO3）的礦物質，它的結構中有空隙，能容納許多從太陽風中來的氫原子。在這些月球土壤中，氫的含量大約占到每100份物質的5.66到8.44份。
我們透過一種方法叫做「熱失重法」來測量這部份氫的存在。這種方法是把一塊樣品加熱，同時測量它釋放的瓦斯成分和品質的變化，從而計算出氫的品質比例。結果發現，一部份樣品中的氫品質比約為0.56%。
接著，我們使用「電子能量損失譜法」來分析不同礦物質中氫的含量。透過這個方法，我們得知在所有礦物中，只有占總重量6%的鈦鐵礦含有高達38.3%的氫元素。這意味著，在鈦鐵礦中，氫的品質占比達到了3.57%！而且，平均每個FeTiO3原子吸附了5.4個氫原子！
簡單來說，月球土壤中的鈦鐵礦，就像一個巨大的氫氣倉庫，儲存了大量的氫氣，這為我們利用月球資源進行太空探索提供了可能。
月壤制水煉鐵，科學奇跡再現
在中國，有位聰明的科學家突發奇想：當加熱時，氫氣就像魔術師一樣，從氧化物中變出水來，而金屬氧化物則變成了純凈的金屬。在加熱到1000度時，樣本中的鐵元素（既可能是三價也可能是二價）會被大量還原成純鐵，同時，大量的水也會因此產生。
如果我們假設月球的土壤裏（也就是月壤）都是由這樣的物質組成，那麽這種過程不僅可以用來制水，還能順便進行金屬提煉。因為氫原子奪走的氧原子數量，正好等於被還原成純鐵的氧化鐵數量。這就像是在提煉金屬的同時，意外收獲了水。
令人驚訝的是，一噸月壤能產生大約51到76公斤的水，相當於超過100瓶500毫升的礦泉水，足以滿足大約50個人一天的飲水需求。而且，作為額外的收獲，我們還會得到鐵。整個過程只需要將溫度加熱到1000攝氏度左右，簡直不可思議！
這項技術聽起來就像是科幻小說中的情節，但它卻真實地展現出了科學的神奇力量。
月球資源利用：太陽能發電與水鐵迴圈
月球上雖然沒水可以用來洗煤，但我們可以利用太陽能來發電，並且在這個過程中產生水和鐵。這些資源對人類非常寶貴，特別是鐵，它是制造各種工具和機器的關鍵材料。
想象一下，我們只需要一些簡單的裝置，如凹面鏡或菲涅爾透鏡，就能將陽光聚焦，加熱月球表面的土壤直到它熔化。這樣做的溫度可以高達1000度，就像用鏡子把陽光聚集起來燒開水或燒螞蟻一樣。這個過程不僅環保，而且成本非常低，產出率也很高。
提取月球土壤中的水分對於探索月球具有革命性意義，因為水在太空中極其珍貴，它的重量大，無法壓縮，所以無法攜帶太多。為了節省資源，太空人乘坐的飛船和空間站都設計了迴圈使用水資源的系統，盡量重復利用每一滴水。
另外，水對太空旅行至關重要。它不僅能保證太空人的生存，還能分解成氫氣和氧氣，既作為飛船推進的燃料，也能供太空人呼吸。所以，無論是從經濟角度考慮，還是從實際套用的角度看，月球上的水資源開發都具有劃時代的意義。
月壤資源利用與月面生活自給
水，就像一個超級助手，它在我們身體裏幫忙各種化學工作，比如消化食物。它還是我們生活中不可或缺的一部份，種地、養動物、做飯、發電，都離不開它。
你知道嗎？月球上的塵土（月壤）和太陽風中的氫相遇時，會變成鐵這種金屬。科學家們正在想，能不能用月壤裏的鐵來造一些有用的東西，比如磁鐵，對電器、電力、電子裝置來說，磁鐵可是個必不可少的零件。
中國有個外號叫「建築狂魔」，他們想到了一個創意：用熔化的月壤做磚頭，這種磚頭有特殊的榫卯結構，就像中國的傳統木工技術一樣，非常堅固。
我們還能從月壤中提取水，然後用電解它，得到氧氣和氫氣。氧氣能幫助我們呼吸，氫氣能當燃料燒或者用來發電。這樣一來，我們在月球上就能建立一個自給自足的現代文明社會，有水有電，生活無憂。
為了驗證這些想法，預計在2030年前，我們的嫦娥八號探測器會去月球，先做一個實驗裝置試試看。如果實驗成功，以後的太空人就能在月球上自己制造水和生產材料，大大減少了運送物資的負擔，可以帶更多有用的東西。
美國的太空人如果也想在月球上做這些事，那就跟中國人學著做吧！這技術聽起來很簡單，但其實很實用呢。
少行多獲，技術全面
簡單來說，中國在探索月球的路上，雖然只發射了6個任務（嫦娥1號到6號），在月球上安全降落了3次，並且兩次成功取回了月壤樣本，總共只帶回了不到4公斤的土壤，還沒有人登過月球。但就是在這樣的基礎上，中國已經掌握了開發月球所需的所有前期技術。這就像你在還沒去過新地方之前，就已經準備好了一切去那裏生活和工作的必需品。
中國探月計劃成本效益高，潛力待發掘
簡單來說，中國的探月計劃非常劃算，第一階段的費用僅僅只有2億美元，這在國際上是相當低廉的。目前為止，整個中國探月工程的總花費不超過30億美元，相比之下，其他國家進行超過60次的探月任務，實作了6次載人登月，總共12人次登月，並帶回了371.7公斤的月球土壤樣本，但它們的總花費卻高達數千億美元（考慮到通貨膨脹因素）。然而，這些國家不僅沒有實作再次登月的計劃，連自己的太空人都無法接回太空站。
目前全球有6個國家的18個繞月探測器對月球進行了遙感探測。美國和前蘇聯曾經透過太空人和返回式取樣探測器將月球表面的土壤和巖石樣本帶回地球。
因此，未來能夠有機會進行全面開發和探測月球的國家，僅剩中美兩國。
