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中美新世纪登月之争,将发生「三大改变」,因为月壤可以产生水了

2024-09-02科学

我国科学家通过对嫦娥5号采回的月壤进行研究,发现可以通过加热的方法直接从月壤中产生水,1吨月壤将可以产生约51~76千克水,相当于100多瓶500毫升的瓶装水,基本可以满足50人一天的饮水量。

这一发现颠覆了开发利用月球先找水的思路,变「找水」为「生水」,将对目前愈演愈烈的中美登月之争产生3个方面的影响:

一、登月点选择将发生改变。

嫦娥六号选择的着陆和采样区是月球背面的南极-艾特肯盆地。这里有许多独特的优势和发现,吸引了全世界的目光,许多人认为中国首次载人登月的着陆点也将选在这里。

南极-艾特肯盆地,位于月球背面,是月球上最大、最深和最古老的撞击盆地,同时也是太阳系中最大的陨石坑。直径为2500公里,深度约13公里。

1959年,苏联月球三号探测器成功拍摄到了月球背面的第一张照片。1968年,阿波罗8号首次观察到南极-艾特肯盆地。1994年,美国的克莱门汀号月球探测器首次获得了月球背面的全球数据。2019年1月,我国嫦娥四号探测器自主着陆在月球背面南极—艾特肯盆地内的冯·卡门撞击坑内,实现了人类探测器首次在月球背面软着陆,并通过「鹊桥」中继星传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图,揭开了古老月背的神秘面纱。2020年2月26日,中国的「玉兔二号」首次揭示月球背面地下40米的地质分层结构。

月球南极地区有低洼的环形山坑底,也有高耸的山峰,地形复杂。极区内的某些高地可以连续暴露在阳光下数个月甚至更长时间而不受阴影影响,光照充足,被称为「永昼峰」,一些靠近南极的区域会长时间地处在阴暗之中而未受到阳光的照射,被称为永久阴影区。阴影区极有可能有「水冰」存在,这为科学家们在月球上找水带来了希望。

为了实现嫦娥六号在月球背面软着陆,专门发射了鹊桥二号中继星。最终,嫦娥六号于今年5月3日发射,历经53天,6月25日返回,采集月球背面样品1935.3克,完成了人类历史上首次从月球背面采样返回。

目前,对嫦娥六号采集的月背土的研究还在进行中,尚无任何研究成果发布。但普遍认为一定会有突破性发现,如果能发现大量「水冰」,中国第一次载人登月点就会选在这里,美国重返月球也会选在这里。

但现在,在嫦娥五号采回的月壤中发现了产生水的全新方法,而嫦娥五号是从月球正面的吕姆克山脉以北地区取回来的,这必然会影响到对新世纪载人登月点进行重新思考和选择。

二、月球基地选址将发生改变。

极地的水冰和阳光对月球基地的建设无疑是很有吸引力的,但其严苛的环境条件也对技术提出了更高的要求。对于这一点,与地球进行一下比较也许更容易加深理解,在极地或者高山上搞建设,难度肯定会超过在平地上搞建设。另外,在月背建基地,难度也远远超过在月球正面建基地。

而嫦娥五号着陆的月球吕姆克山脉以北地区就不一样了。吕姆克山脉附近是月球上最大的月海——风暴洋的北部,其山坡虽然陡峭,但周围为平原所环绕,提供了相对平坦的着陆区域。

月海的主要优势在于其相对平坦的地形,广阔空间为大规模的工业活动提供了可能,对于未来发展月球采矿业、制造业,甚至建设太空前沿基地都是至关重要的。

相比于极地,月海区域虽然没有「永昼」,但也没有极地那样的「永夜」,仍然可以通过太阳能发电。

现在,中国科学家通过创新的解决方案解决了水的问题,月球基地还要建在月球极地吗?恐怕过去制定的月球基地建设方案都要重新审视了。

三、未来开发利用地外星体的模式将发生改变。

中国科学家研究发现,月壤加热可以产生水的关键,是月壤矿物中含氢量很高。而在5种月壤主要矿物——钛铁矿、斜长石、橄榄石、辉石、月壤玻璃中,钛铁矿含氢量最高。对月壤钛铁矿加热后同步生成大量单质铁和水蒸气气泡,而其他含铁月壤矿物加热后生成了少量单质铁和水蒸气气泡。也就是说,在产生水的同时还有产生铁,而铁无疑也是建设月球基地的重要材料。

人类在月球建基地,不仅是为了采矿和资源利用,更大的目标在未来,是人类迈向深空探索和定居的跳板。

通过在月球上建立自给自足长期生存的基地,积累的经验和技术,将为未来火星甚至更遥远星球的探索奠定基础。

因此,中国科学家的这一发现,一但在月球得到验证和应用,将会用于其他地外星体的开发利用,意义深远。

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