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月球發現一個大洞,能住人,或許還能采礦?
根據【自然·天文學】7月15日的論文報道,在月球上觀測到一個巨大洞穴,入口就在靜海,可以直接從地表進入。
這個洞穴,將為人類提供一個 良好的庇護所 ,不僅如此,人類探月從地表轉戰地下, 將有更多礦產資源可以利用。
只是,如今在太空采礦領域, 美日已領先兩步,中國能跟上嗎?
月球資源
研究表明,這個大洞寬45公尺,長80公尺,深150公尺,入口在月球靜海區域,這裏有最深的洞穴坑,從坑裏就能進去。
在未來,人類想從這進去,不必準備潛水艇,因為 靜海 雖然有「海」名,但不是海,而是 月球上的一片平原。
像這樣的「海」,月球上有很多,另外還有「湖」「灣」。
取這樣的名字,並不是月球上真有這麽多水,而是 長久以來的誤解 。
以前人們用 天文望遠鏡觀察月球 ,發現有的地方比較暗,有的地方又很亮, 認為暗的地方,是因為有海洋 ,反光度比其他地方低,所以就有了「月海」之名。
一些暗部面積小,不算海,就有了「月湖」、「月灣」的名字,與之相對的, 看起來較亮的地方,就被當成了陸地,稱之為「月陸」 。
月海之一的靜海,據推斷形成於晚海紀青年期,主要 由玄武巖構成。
跟地球上的玄武巖一樣,月球上的玄武巖,也由地下的巖漿噴湧出來後,冷卻形成,這些玄武巖顏色深,渾身布滿氣孔,氣孔中可能填充著其他礦物。
與地球玄武巖相比,這些玄武巖鈦鐵含量高,可以用於 提煉鈦以及二氧化鈦 。
提煉出來的鈦可以制作鈦合金,這是一種新型材料,被廣泛套用於航天和航海。
二氧化鈦 是一種白色塗料,一般被稱之為「鈦白」,在光觸媒,化妝品等領域,有很大的利用價值。
不僅如此, 從月球玄武巖裏提取出的鐵、鈦,還可以用於建設月球基地 。提取出的氧,能夠與氫發生反應,產生水,為將來在月球生活提供「生命之源」。
采完玄武巖,順著這個巨大的洞穴進入,裏面可能有 綠色的橄欖石 。
之前玉兔二號遠赴月球時,探測到了 富含橄欖石和低鈣輝石的深部礦物 。
橄欖石地球上也有,它是自然界最古老的寶石之一,全身綠色,被作為 昂貴的珍寶 在商賈間流轉。
月球上的橄欖石,比地球上的含鐵量更高,除了用作寶石,或許更大的價值是 提煉鐵 。
這些橄欖石,更多是深埋於地下。
當年月球巖漿演化時,較輕的斜長石上浮,在表面形成了月殼,橄欖石、輝石等物質下沈,形成了月幔。
所以月球表面都是一些較輕的礦物, 往下可能有更多有價值的礦物 。
除此之外,這裏還可能 存在大量水冰 ,水冰是一種遊離在冰與水之間的物質,如果開采成功,將有效解決月球基地的水源問題。
這次地下洞穴的發現,不止是找到了較為理想的 月球基地選址 ,可能還找到一個豐富礦區,以及 開展太空采礦 的立足點。
月球采礦
當然,如今只是遠遠觀測到這裏有個洞,裏面有什麽,還是未知的。
不過月球采礦卻是明確的,因為月球復雜的環境,在表面就孕育出了 很多有價值的礦 ,氦-3就是其中一種。
氦-3在地球上也有,不過儲量只到500公斤左右,1公斤就要600萬美元。
但月球磁場比地球小太多,使得更多的太陽風將更多的氦-3送入月表,基本實作了氦-3自由。
氦-3是一種較為清潔、高效、可控的核融合材料,並且有特殊超流性、穩定性、非放射線性等特點,在可控核融合領域,以及核磁共振、超低溫制冷、核爆檢測等方面,都有著廣闊的套用前景。
可見,光表面的這些礦物,就足以造福很多人,更別說藏在月球深處,以及地表沒有發現的。
月球采礦,是一項意義重大的工程。 只是,收益越大,意味著所承擔的風險越大。
月球重力只有地球的六分之一 ,白天氣溫高至127℃,夜晚又驟降到-250℃,這樣的極端環境,加上高地球數倍的真空度,使得 月壤有了特殊的機理。
在月球采礦,不像在地球挖土這麽簡單,采礦機械的結構和材料,都得滿足很高的要求。
除此之外, 月表上還分布小而鋒利的月塵 ,容易吸附到宇航服上,進而 鉆入太空人呼吸系統 ,造成損傷。
另外, 月球表面還經常遭到隕石撞擊 ,這些都為月球采礦增加了難度。
除了采礦難,運輸也難,如今只是來往月球都沒幾個國家能做到,更別說開辟一條地月運礦路線了。
據估計, 目前地月運輸成本,每公斤高達5萬-9萬美元 ,單手就能舉起的那麽一點東西,從地球到月球,就是天價。
雖然月球采礦看起來困難重重,但目前已經有 「智慧化協同建采」 計劃,采礦不用人類親自上去,而是讓一些多功能的機器人執行,多方協同開展采礦業務。
對於水冰的開采,也提出了 「溫控貫入開采」 等多種方法,能有效將其利用,為將來人們到月球生活做準備。
太空采礦
隨著航天的發展,越來越多的國家認識到 天外礦產 的價值,目標不止是月球,還有太空。
太空的寶藏,是那些飄散的小行星,這些小行星主要被劃分為三類, 含碳的為C型,含矽酸堿以及金屬混合物的為S型, 含鐵鎳的為M型。
無論哪種型號的小行星,都有 地球稀缺的資源, 開采價值大,根據專家估計,一顆小行星的價值,至少是百億美元起步。
對小行星的開采,一共分三步走,第一步,發射探測器到小行星上, 探測有沒有貴金屬資源 ,有就進入到下一步。
第二步為勘探,根據小行星的位置、成分等制定勘探方案, 采集樣本回來研究。
確定有開采價值,再進入到第三步,也就是正式開采。
目前成功完成前兩步的國家,有美國和日本。
美國在2015年簽署了【美國商業太空發射競爭法案】,該法案的要點是, 誰有能耐從小行星上搞到資源,這顆小行星就是誰的。
法案一經實行,成功激發了大眾的發財夢和探索熱情。2020年, 美國 奧西裏斯-REx探測器 成功從貝努小行星采樣回歸 。
日本 方面,在2020年發射的探測器 「隼鳥2號」 ,成功從名為「龍宮」的小行星上,帶回來5.4克樣本,從樣本中發現了胺基酸。
中國則是計劃在2025年前後, 發射「天問二號」,對一顆近地小行星探測並采樣 。
排在美國和日本之後,中國因此落後了嗎?並不是,中國有能力進行月背采樣,火星探測, 從小行星上探測並采樣,不是難事。
中國不是沒能力追趕,而是循序漸漸開展,先將 航天運輸成本降低 ,才能更好地進行太空采礦,安穩將這些礦石帶回地球,有效利用。
雖然探測和勘察階段也是技術比拼,但真正采到礦才是真本事。沒有走到終點,所有領先都可能被超越。
參考資料:
[1] 【在月球乃至更遠的小行星上采礦,距離現實還有多遠?】極目新聞2022-09-17
[2] 【月球「土」特產裏寶藏多:氦-3、古老月巖石、月海玄武巖】中國航天報2020-12-21
[3] 【科學家發現月球存在巨大地下洞穴,可為太空人提供天然庇護所】IT之家 2024-07-16
[4] 【走,到月球采礦去】光明網2024-03-07
[5] 【權威揭秘!玉兔二號首次發現的月球深部物質是啥?】科普中國2019-05-30
[6] 【我們距離太空采礦還有多遠?】新華社2024-06-13