我国研究团队发现,嫦娥五号月壤可以通过高温氧化还原反应方法生产水,这有望为未来月球科研站及空间站的建设提供重要设计依据。该成果相关论文于8月22日发表于国际学术期刊《创新》。
据介绍,水是建设月球科研站及未来开展月球星际旅行,保障人类生存的关键资源。嫦娥五号月壤中,月壤玻璃、斜长石、橄榄石和辉石等多种月壤矿物中含有少量水,但这些矿物中的含水量极其稀少,难以在月球原位提取利用。
研究团队经过3年的深入研究和反复验证发现,月壤矿物由于太阳风亿万年的辐照,储存了大量氢。在加热至高温后,氢将与矿物中的铁氧化物发生氧化还原反应,生成单质铁和大量水。经多种实验技术分析,研究团队确认,1吨月壤将可以产生51—76千克水,基本可以满足50人一天的饮水量。
用月壤造水 从方法到实践还有多远?
通过实验,科学家们已经掌握了利用月壤原位制备水的方法,那么什么时候才能真正实现在月球上生产水呢?
据中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员王军强介绍,可能最快在2030年之前发射嫦娥八号到月球上做一些实验。目前科研团队正在对验证方案和装置进行设计和研发,如果能在月球上成功制备出大量的水,将为我们未来的月球和深空探索活动提供多方面的支撑。
王军强说,用凹面镜或者菲涅尔透镜的方法,将太阳光聚焦,可以加热月壤到1500℃以上,把它熔化掉,这样就会产生大量的水蒸气,把水蒸气收集起来之后就可以做饮用水。同时水也可以电解,得到氧气和氢气,氧气是呼吸必备的一种物质,这样人类在月球上生存就没有问题了。
另外,氢气也是一种能源,可以做燃料电池发电。加热的月壤还可生成铁,以及陶瓷、玻璃。铁可以做建筑材料,也可以做磁性材料,因为磁性材料是电气、电力、电子领域里一种必需的材料。有了陶瓷、玻璃、铁,所以今后我们就可以在月球上修建筑了。
文图据新华社、央视新闻客户端