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中國發現月壤生產大量水的方法,在月球種菜和基建將成為可能?

2024-08-29科學

中國在探月的腳步上又一次邁出了一大步,成功走向了世界前列,在6月25日嫦娥六號降落在中國內蒙古四子王旗著陸場的那一刻起中國對月球的研究則會在之後得到更多的發展。[不看]

而如今卻是得到了新的科研成果,8月22日中國中國科學院寧波材料技術與工程研究生在【創新】國際學術期刊發表了有關使用月壤生產水的相關論文。

在論文中顯示中國中科院材料研究所中的非晶合金磁電功能特性研究團隊與中國科學院物理研究所的共同對嫦娥五號帶回的月壤研究中,發現了使用月壤生產水的新方法, 並且在數據中顯示,使用1噸的月壤將可能生產超過50公斤的水。

如此的研究成果,除了讓中國在探月工程上再進一步之外,還讓中國在未來的探月和空間站的建設都提供了更多的可實行的計劃。

在我們曾經所看到的大多數關於星際旅行和太空的科幻電影中,那些能夠做到星際旅行和太空殖民的「未來」, 無不是將水資源無法生成的難題給攻克了的。

所以中國科研團隊讓月壤變成了水,那中國日後在月球建立月球空間站中水資源的使用將會不再是一個十分困難的難關。

在中國之前對月球物質的研究中,月壤中包含的眾多礦物質中,雖然都發現水資源,但卻十分稀少,平均含水量只有0.0001%-0.02%,生產出來的水還不夠提取成本,所以根本不能利用。

而現如今的研究方向和之前從月壤礦物質中提取水完全不同, 這次的研究方式是直接將月壤「變成水」。

研究的過程可以大致理解為這樣,把月壤直接加熱到一千攝氏度, 在月壤達到其熔點之後。月壤中在幾億年前被太陽風吹來的氫原子和月壤本身包含的氧化鐵產生化學反應,將氧化鐵中的氧原子分離,如此月壤就形成了鐵單質和水,也就是俗話說的氧化還原反應。

在水分子被還原出來之後,透過水蒸氣出現,經過收集將其冷凝為液態水,就可以儲存加以利用。

並且在產生水的時候還會出現一部份副產品鐵,這樣一來僅僅依靠月壤就能實作水和金屬的冶煉,對於未來月球的開發研究更是可以加以助力。

雖然這個訊息聽得人十分振奮,但是在之前的研究中,月壤中的礦物能產生水的氫元素和氧元素並不足以產生如此大量的水。

而根據現如今的研究成果所顯示的將一噸月壤加熱之後可以產生50公斤左右的水,按照這個比例換算,月壤中的氫含量就到達到千分之5左右,但是在之前的研究中顯示的水含量與現在相比相差了將近一百倍。

那麽這新型的實驗方式是如何做到的產生之前完全做不到的水量呢?這個問題在小編查詢了相關論文之後也是得到了答案。

在中國嫦娥五號所帶來的表層月壤中, 含有一種叫鈦鐵礦的礦物,這種礦物含有獨特的結構,在其的晶格之間有著不少間隙。

就是憑借這種獨特的結構,讓其可以將太陽風帶來的大量氫原子填充在鈦鐵礦的晶格間隙之中,就這樣讓氫原子留在了鈦鐵礦之中。

而在中國科研團隊的實驗中, 將一部份的月壤使用裝置將其加熱,並且在測量加熱過程進行觀察,發現實驗月壤中的各種礦物會出現哪些新的物質。

而後就在實驗儀器中看到不少氣泡的產生,並且在使用電子能量損失譜測量之後,確定了那些氣泡就是水。

透過這個發現,就得到了我們上文所知道了,月壤在被加熱到1000攝氏度之後,其中包含的元素進行了氧化還原反應產生了大量的水。

試想一下如果月球中這樣的月壤還有很多,這就讓中國的2030年前載人登月的目標實作提供了更大的助力。

看到這裏就有家人們問了,在地球可以使用大型儀器將月壤加熱產生水和鐵,那肯定不能將傳統的熱源給帶上月球啊?

這就體現了人類的智慧了, 有一種透鏡名為菲涅爾透鏡,這種透鏡會將太陽光聚焦到一個點上,使得太陽的熱能充分的利用在聚焦點,其最高溫度可以達到1000攝氏度以上。

而月壤的產生水和鐵的溫度也就是1000攝氏度,這麽一看確實比直接送熱源裝置要方便的多。 同時月球上還不像地球存在雲霧,只要在太陽照射的一面,從來都沒有雲霧的遮擋,這讓菲涅爾透鏡的效率可能會變得更高。

這樣一來只要可用於生產水和鐵的月壤存在,理論上使用透鏡可以直接讓其加熱從而產生源源不斷的水和鐵,這樣在月球建造基地也不是不太可能。

所以這一次的研究是不是可以讓中國人的執念種地在月球也成功實作呢,畢竟現在水在月球也可以生產了,有水有土地種菜是不是也可以成功呢?

並且在8月22日的訊息稱,此次月壤產水實驗的驗證性科研裝置也有了裝配計劃,最早應該會登上嫦娥八號也就是2030年之前飛往月球進行實地性的實驗。

由於中國在月球探索方面走向了世界前列,美國白宮指示NASA(美國國家航天局)為月球建立統一的時間標準,美國試圖用自己的國家實力從一眾國家和企業中的月球競爭中脫離出來直接搶先月球的規則,以此來繼續擴大自己的「美國影響力」。

而美國這意欲繼續擴大「美國影響力」的做法,雖然世界上大多數國家和航天企業會因為,美國的「淫威」而一步步的選擇妥協認可美國所制定的月球計時標準。

但是在美國聯邦備忘錄中顯示,美國在確立月球標準時與之前的【阿耳忒彌斯協定】相結合從而讓其成為國際社會承認的標準,但是在【阿耳忒彌斯協定】的眾多簽署國中並沒有包括中國與俄羅斯。

所以按照中國與俄羅斯和美國之間的關系他們想做的這個國際標準是很難實行的,即使美國是現如今唯一一個完成人類登月的國家,但現如今對月球我探索相信中國在不遠的將來也可以做到。

參考資料

大象新聞 - 2024-08-23 【中國要在月球搞基建!美國急欲統一「月球計時」|新聞眼】上觀新聞 - 2024-08-22 【從沒有水,到「制造」水,他們在月壤中發現可大量生產水的方法】

中國在探月的腳步上又一次邁出了一大步,成功走向了世界前列,在6月25日嫦娥六號降落在中國內蒙古四子王旗著陸場的那一刻起中國對月球的研究則會在之後得到更多的發展。[不看]

而如今卻是得到了新的科研成果,8月22日中國中國科學院寧波材料技術與工程研究生在【創新】國際學術期刊發表了有關使用月壤生產水的相關論文。

在論文中顯示中國中科院材料研究所中的非晶合金磁電功能特性研究團隊與中國科學院物理研究所的共同對嫦娥五號帶回的月壤研究中,發現了使用月壤生產水的新方法, 並且在數據中顯示,使用1噸的月壤將可能生產超過50公斤的水。

如此的研究成果,除了讓中國在探月工程上再進一步之外,還讓中國在未來的探月和空間站的建設都提供了更多的可實行的計劃。

在我們曾經所看到的大多數關於星際旅行和太空的科幻電影中,那些能夠做到星際旅行和太空殖民的「未來」, 無不是將水資源無法生成的難題給攻克了的。

所以中國科研團隊讓月壤變成了水,那中國日後在月球建立月球空間站中水資源的使用將會不再是一個十分困難的難關。

在中國之前對月球物質的研究中,月壤中包含的眾多礦物質中,雖然都發現水資源,但卻十分稀少,平均含水量只有0.0001%-0.02%,生產出來的水還不夠提取成本,所以根本不能利用。

而現如今的研究方向和之前從月壤礦物質中提取水完全不同, 這次的研究方式是直接將月壤「變成水」。

研究的過程可以大致理解為這樣,把月壤直接加熱到一千攝氏度, 在月壤達到其熔點之後。月壤中在幾億年前被太陽風吹來的氫原子和月壤本身包含的氧化鐵產生化學反應,將氧化鐵中的氧原子分離,如此月壤就形成了鐵單質和水,也就是俗話說的氧化還原反應。

在水分子被還原出來之後,透過水蒸氣出現,經過收集將其冷凝為液態水,就可以儲存加以利用。

並且在產生水的時候還會出現一部份副產品鐵,這樣一來僅僅依靠月壤就能實作水和金屬的冶煉,對於未來月球的開發研究更是可以加以助力。

雖然這個訊息聽得人十分振奮,但是在之前的研究中,月壤中的礦物能產生水的氫元素和氧元素並不足以產生如此大量的水。

而根據現如今的研究成果所顯示的將一噸月壤加熱之後可以產生50公斤左右的水,按照這個比例換算,月壤中的氫含量就到達到千分之5左右,但是在之前的研究中顯示的水含量與現在相比相差了將近一百倍。

那麽這新型的實驗方式是如何做到的產生之前完全做不到的水量呢?這個問題在小編查詢了相關論文之後也是得到了答案。

在中國嫦娥五號所帶來的表層月壤中, 含有一種叫鈦鐵礦的礦物,這種礦物含有獨特的結構,在其的晶格之間有著不少間隙。

就是憑借這種獨特的結構,讓其可以將太陽風帶來的大量氫原子填充在鈦鐵礦的晶格間隙之中,就這樣讓氫原子留在了鈦鐵礦之中。

而在中國科研團隊的實驗中, 將一部份的月壤使用裝置將其加熱,並且在測量加熱過程進行觀察,發現實驗月壤中的各種礦物會出現哪些新的物質。

而後就在實驗儀器中看到不少氣泡的產生,並且在使用電子能量損失譜測量之後,確定了那些氣泡就是水。

透過這個發現,就得到了我們上文所知道了,月壤在被加熱到1000攝氏度之後,其中包含的元素進行了氧化還原反應產生了大量的水。

試想一下如果月球中這樣的月壤還有很多,這就讓中國的2030年前載人登月的目標實作提供了更大的助力。

看到這裏就有家人們問了,在地球可以使用大型儀器將月壤加熱產生水和鐵,那肯定不能將傳統的熱源給帶上月球啊?

這就體現了人類的智慧了, 有一種透鏡名為菲涅爾透鏡,這種透鏡會將太陽光聚焦到一個點上,使得太陽的熱能充分的利用在聚焦點,其最高溫度可以達到1000攝氏度以上。

而月壤的產生水和鐵的溫度也就是1000攝氏度,這麽一看確實比直接送熱源裝置要方便的多。 同時月球上還不像地球存在雲霧,只要在太陽照射的一面,從來都沒有雲霧的遮擋,這讓菲涅爾透鏡的效率可能會變得更高。

這樣一來只要可用於生產水和鐵的月壤存在,理論上使用透鏡可以直接讓其加熱從而產生源源不斷的水和鐵,這樣在月球建造基地也不是不太可能。

所以這一次的研究是不是可以讓中國人的執念種地在月球也成功實作呢,畢竟現在水在月球也可以生產了,有水有土地種菜是不是也可以成功呢?

並且在8月22日的訊息稱,此次月壤產水實驗的驗證性科研裝置也有了裝配計劃,最早應該會登上嫦娥八號也就是2030年之前飛往月球進行實地性的實驗。

由於中國在月球探索方面走向了世界前列,美國白宮指示NASA(美國國家航天局)為月球建立統一的時間標準,美國試圖用自己的國家實力從一眾國家和企業中的月球競爭中脫離出來直接搶先月球的規則,以此來繼續擴大自己的「美國影響力」。

而美國這意欲繼續擴大「美國影響力」的做法,雖然世界上大多數國家和航天企業會因為,美國的「淫威」而一步步的選擇妥協認可美國所制定的月球計時標準。

但是在美國聯邦備忘錄中顯示,美國在確立月球標準時與之前的【阿耳忒彌斯協定】相結合從而讓其成為國際社會承認的標準,但是在【阿耳忒彌斯協定】的眾多簽署國中並沒有包括中國與俄羅斯。

所以按照中國與俄羅斯和美國之間的關系他們想做的這個國際標準是很難實行的,即使美國是現如今唯一一個完成人類登月的國家,但現如今對月球我探索相信中國在不遠的將來也可以做到。

參考資料

大象新聞 - 2024-08-23 【中國要在月球搞基建!美國急欲統一「月球計時」|新聞眼】上觀新聞 - 2024-08-22 【從沒有水,到「制造」水,他們在月壤中發現可大量生產水的方法】