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科學家在月球發現驚人大洞!不僅能建月底基地,或許還能采礦?

2024-07-18科技

聲明:本文內容均參照權威資料結合個人觀點進行撰寫,文末已標註文獻來源,請知悉。

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