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一吨月壤提取50斤水的技术,成为美国难以复制的先进技术

2024-09-01科学

一吨月壤提取50斤水的技术,成为美国难以复制的先进技术

它真的可以提炼出水来!一吨月亮上的泥土可以提炼出五十千克的水分,这是美国人都无法做到的事情!

它真的可以提炼出水来!一吨月亮上的泥土可以提炼出五十千克的水分,这是美国人都无法做到的事情!

今天,我们将讨论月亮是如何制造水的。中国的科学家太神奇了,他们发明了一种新的从月壤中取水的方式,一吨月壤能产出50多千克水,这实在是太惊人了!

当我们谈到月亮上的水时,地球上常见的水在那里是很贵的。月球上没有大气,月昼最高可达到127摄氏度,这种情况下,想要生存液态水几乎是不可能的事情。所以,长久以来,我们都假设月亮上不存在水。

但是,中国的嫦娥五号从月球上采集到的泥土样品却推翻了这个想法。科学家发现,月壤中其实存在着以水分子的形态存在的水。这一发现开启了在月球上建造基地、发展资源的新途径。

美国在阿波罗项目上进行了六次载人登月,付出了艰辛的努力,才带回来382公斤的月球样本,却没有找到任何水的迹象,而曾被认为是没有水分的。事实上,月壤和月岩中都有水,但它们的含量很低,而且形状也和普通的水不一样,这也是为什么那个时代的科技无法检测到的原因。

苏联随后也在月球上收集了一些样品,并且在那里找到了一些水的痕迹,但是这些痕迹并不引人注目。美国的"克莱门汀"探测器在月球的极地发现了水冰,这一发现让科学家们对月球上的土壤并非完全无水这一事实产生了怀疑。然而,经过对阿波罗样品的再测试,科学家们却发现,这些物质中含有少量的氢氧根,而非水分子。

中国的「嫦娥五号」就完全不同了。1731克月壤使科学家们有了惊人的发现:月壤中的确有水以水分子的形态出现。中国的科研团队也在其中找到了一种含有大量水分和铵盐的不明矿物——ulm-1,其含量可达到41%!

那麽,月壤中的魔力水是怎麽来的?这是一个很大的难题。月球上没有大气层,也没有强大的磁场。太阳风中的主要微粒是被称为氢核的质子,而这些质子则被称为氢。而在月壤中普遍存在的铁钛矿就包含了丰富的铁氧化物。那时,有头脑的科学家相信,水分子是由1个氢、2个氧构成的,而如今,月亮上的泥土里既有氢,又有许多氧,只要这些氢与氧结合起来,就无法变成水!

做法非常简单,加热。月壤在受热后,会与氧化铁进行氧化还原反应,生成含铁的金属单体及大量的水。当气温上升到1000摄氏度或更高的时候,月球土壤开始熔化,水变成了蒸汽,随后蒸汽浓缩,最终形成了液态的水。按照计算,1 g月壤中的水分为51-76毫升,1吨的月壤中含有51-76公斤的水分,也就是50-76公斤的水分,足以供五十人使用。更何况,月球上遍地都是月壤,根本就是取之不竭!

不仅如此,还有另外两种更有用处的物质也将在这一过程中产生:铁和陶瓷玻璃。铁有多种用途。它能被制造成磁体或者钢,用来建立月面基地或太空船。而且,这些由月壤融化而成的陶瓷玻璃,也可以用来做建筑用的砖头,既节约了很多金属,又方便了建造大型月面都市,可谓一箭三雕!

但是,还有一个很大的问题:要把月壤加热到1000摄氏度,就得消耗巨大的能量。月球上既没有煤炭,也没有燃气,要想靠从地球运输燃料,那是不可能的。所以我们必须从月亮上获得能量。这是月球上仅有的一种能量来源——太阳能。目前,人们已经发射了嫦娥三、四、五、六以及玉兔一号和玉兔二号等探月卫星,均采用了太阳电池板进行电力输出。在月球上,有14天的阳光充足,足以滋养月球的土壤。

中国的科研人员已经想到了直聚光技术,即把太阳光集中在一块凹反射镜或者菲涅尔镜片上,让月壤熔化,然后制造蒸汽。冷凝后的蒸汽被贮存在一个容器里,用于饮用水和植物的生长,并通过电解的方式制造出氢氧燃料。

或许有些人会担忧,既然公开了从月壤中取水的方式,那就是"开源",那么美国或者其它国家会不会吸取教训呢?嗨,不要惊慌。这一技巧说起来容易,做起来却没这么简单。首先,用来给月壤加温的高温装置是很难制作的,它要求有很高的科技和物质基础。其次,对制水工艺的严格控制与管理,并非人人都能做到。中国在此方面的研究处于国际领先地位,但仍有许多不足之处,需要不断地完善与创新。

他们的"毒蛇"探测器本来是要到南极去找水冰的,但是因为各种原因,这个计划被取消了,到目前为止还没有什么进展。而中国则将于2026年发射嫦娥七号探测器,并在南极设立一个着陆点,这将是我国探月工程的重要组成部分。嫦娥7号将派出一架"飞行器"到沙克尔顿附近的环形山,搜寻有无水冰。

在中国,我们正着手进行这两项工作,一是研究如何从月壤中提取水分,二是找到可供利用的水冰资源。以上两个问题的解决,都将极大地促进我国对月球的探测与发展。

试想,如果在未来,一座「水厂」从月面升起,源源不断地从月壤中提炼出珍贵的水源,并为月面基地与科考站提供生活所需的能源,这该有多美啊!我们中国的科学家,正以自己的聪明才智,一步一步地把科学幻想变成现实。