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中美新世紀登月之爭,將發生「三大改變」,因為月壤可以產生水了

2024-09-02科學

中國科學家透過對嫦娥5號采回的月壤進行研究,發現可以透過加熱的方法直接從月壤中產生水,1噸月壤將可以產生約51~76千克水,相當於100多瓶500毫升的瓶裝水,基本可以滿足50人一天的飲水量。

這一發現顛覆了開發利用月球先找水的思路,變「找水」為「生水」,將對目前愈演愈烈的中美登月之爭產生3個方面的影響:

一、登月點選擇將發生改變。

嫦娥六號選擇的著陸和采樣區是月球背面的南極-艾特肯盆地。這裏有許多獨特的優勢和發現,吸引了全世界的目光,許多人認為中國首次載人登月的著陸點也將選在這裏。

南極-艾特肯盆地,位於月球背面,是月球上最大、最深和最古老的撞擊盆地,同時也是太陽系中最大的隕石坑。直徑為2500公裏,深度約13公裏。

1959年,蘇聯月球三號探測器成功拍攝到了月球背面的第一張照片。1968年,阿波羅8號首次觀察到南極-艾特肯盆地。1994年,美國的基利門汀號月球探測器首次獲得了月球背面的全球數據。2019年1月,中國嫦娥四號探測器自主著陸在月球背面南極—艾特肯盆地內的馮·卡門撞擊坑內,實作了人類探測器首次在月球背面軟著陸,並透過「鵲橋」中繼星傳回了世界第一張近距離拍攝的月背影像圖,揭開了古老月背的神秘面紗。2020年2月26日,中國的「玉兔二號」首次揭示月球背面地下40米的地質分層結構。

月球南極地區有低窪的環形山坑底,也有高聳的山峰,地形復雜。極區內的某些高地可以連續暴露在陽光下數個月甚至更長時間而不受陰影影響,光照充足,被稱為「永晝峰」,一些靠近南極的區域會長時間地處在陰暗之中而未受到陽光的照射,被稱為永久陰影區。陰影區極有可能有「水冰」存在,這為科學家們在月球上找水帶來了希望。

為了實作嫦娥六號在月球背面軟著陸,專門發射了鵲橋二號中繼星。最終,嫦娥六號於今年5月3日發射,歷經53天,6月25日返回,采集月球背面樣品1935.3克,完成了人類歷史上首次從月球背面采樣返回。

目前,對嫦娥六號采集的月背土的研究還在進行中,尚無任何研究成果釋出。但普遍認為一定會有突破性發現,如果能發現大量「水冰」,中國第一次載人登月點就會選在這裏,美國重返月球也會選在這裏。

但現在,在嫦娥五號采回的月壤中發現了產生水的全新方法,而嫦娥五號是從月球正面的呂姆克山脈以北地區取回來的,這必然會影響到對新世紀載人登月點進行重新思考和選擇。

二、月球基地選址將發生改變。

極地的水冰和陽光對月球基地的建設無疑是很有吸重力的,但其嚴苛的環境條件也對技術提出了更高的要求。對於這一點,與地球進行一下比較也許更容易加深理解,在極地或者高山上搞建設,難度肯定會超過在平地上搞建設。另外,在月背建基地,難度也遠遠超過在月球正面建基地。

而嫦娥五號著陸的月球呂姆克山脈以北地區就不一樣了。呂姆克山脈附近是月球上最大的月海——風暴洋的北部,其山坡雖然陡峭,但周圍為平原所環繞,提供了相對平坦的著陸區域。

月海的主要優勢在於其相對平坦的地形,廣闊空間為大規模的工業活動提供了可能,對於未來發展月球采礦業、制造業,甚至建設太空前沿基地都是至關重要的。

相比於極地,月海區域雖然沒有「永晝」,但也沒有極地那樣的「永夜」,仍然可以透過太陽能發電。

現在,中國科學家透過創新的解決方案解決了水的問題,月球基地還要建在月球極地嗎?恐怕過去制定的月球基地建設方案都要重新審視了。

三、未來開發利用地外星體的模式將發生改變。

中國科學家研究發現,月壤加熱可以產生水的關鍵,是月壤礦物中含氫量很高。而在5種月壤主要礦物——鈦鐵礦、斜長石、橄欖石、輝石、月壤玻璃中,鈦鐵礦含氫量最高。對月壤鈦鐵礦加熱後同步生成大量單質鐵和水蒸氣氣泡,而其他含鐵月壤礦物加熱後生成了少量單質鐵和水蒸氣氣泡。也就是說,在產生水的同時還有產生鐵,而鐵無疑也是建設月球基地的重要材料。

人類在月球建基地,不僅是為了采礦和資源利用,更大的目標在未來,是人類邁向深空探索和定居的彈板。

透過在月球上建立自給自足長期生存的基地,積累的經驗和技術,將為未來火星甚至更遙遠星球的探索奠定基礎。

因此,中國科學家的這一發現,一但在月球得到驗證和套用,將會用於其他地外星體的開發利用,意義深遠。

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