
提取月球土壤水資源將成為現實,然而棒球場地大小的月球區域僅能提取一杯水
據英國《新科學家雜志》報道,最新證實在月球表面發現的水資源可幫助宇航員在月球上維持生存,甚至可以將月球作為能量中轉站,實現宇航員登陸火星 。然而,擺在科學家眼前的一個重要問題是如何采集收獲月球上的水資源,目前美國宇航局已研制出一種微波裝置能夠實現 。
印度“Chandrayaan-1”月球探測器、美國宇航局“卡西尼”探測器和“深度碰撞探測器”已探測證實水分子或氫氧基存在的紅外線波長的存在證據 , 氫氧基分子是由氫、氧原子構成,所有發現的證據顯示月球極地水資源要多于較低緯度區域 。
許多水分子可能是由于太陽風質子——氫離子在月球土壤中結合氧原子形成的,彗星碰撞也可能給月球帶來水資源 。無論是彗星還是太陽風形成的水資源隨著時間的推移,都會隨意地擴散至極地隕坑的永久陰影區域,近期的一項研究顯示月球極地隕坑的永久陰影區域是太陽系最寒冷的區域,其溫度甚至低于冥王星表面 。
美國羅得島州普羅維登斯市布朗大學卡爾-皮特爾斯(Carle Pieters)說:“一旦水資源在月球上形成,它便很難完全從月球上消失 ?!睋?,皮特爾斯是美國宇航局為印度“Chandrayaan-1”月球探測器建造觀測儀器的首席科學家 。
建造橫貫太空的通道
皮特爾斯在接受英國《新科學家雜志》采訪人員采訪時稱,迄今為止,月球上的水資源并沒有大量地出現,像棒球場地大小的一片月球土壤僅能提取出“一杯水” 。但如果從月球土壤提取水資源成為可能,登月宇航局則可用來作為飲用水,并將水分解成氧氣和氫氣,為返程火箭提供燃料補給 。這一措施將大大地削減發射成本,由于可以減少燃料需求,登月宇宙飛船則不必從地球上裝載運輸更多的燃料 。
【美國宇航局研制出微波裝置能夠采集月球上的水資源】從月球上生產火箭燃料可能幫助實現人類登陸火星計劃,由于月球微弱的重心引力,從月球表面向火星發射宇宙飛船要比從地球上發射更容易一些 。美國德克薩斯州休斯頓市月球和行星學會的保羅-施普迪斯(Paul Spudis)說:“這將完全改變太空飛行模式 , 未來人類很可能會建造一個橫貫太空的通道 ?!?br /> 提取月球水方法:微波裝置和冷卻金屬盤
然而如何鎖定月球土壤中微小冰水微粒,提取形成液態水呢?美國宇航局馬歇爾太空飛行中心的埃德溫-埃思里奇(Edwin Ethridge)和阿拉巴馬州立大學的威廉-考克勒(William Kaukler)聲稱,一種微波裝置可以實現這一點,該技術曾在2006年首次提出 。
他們使用普通的微波爐對模擬月球土壤進行處理,將土壤溫度降至零下150攝氏度,該溫度條件是月球表面的真實溫度 。模擬月球條件將月球土壤放在一個真空管中 , 他們發現使用微波將土壤加熱至零下50攝氏度時,便出現冰水升華,或者直接將液體從固態轉變為水蒸汽 。這些原本擴散在土壤高壓微孔中的水蒸汽便進入到低壓真空管內 。
考克勒稱,在月球這些水蒸汽可通過在月球土壤上方的一個冷卻金屬盤進行收集 , 升華出來的水蒸汽將以霜凍形式濃縮在金屬盤上,然后宇航員可以將金屬盤上的水蒸汽凝滴收集起來 。
在高溫條件下烘焙干燥的月球土壤也可以釋放分離氧氣和氫氣,作為火箭燃料或其他的用途 。施普迪斯說:“這種土壤能量提取方法的效率僅是從月球水資源提取方法的百分之一,但隨著科學技術的提高和人類對月球的認知加深,所有的事情都會變得更簡單、更廉價和更快速 。”
騰訊科技(悠悠/編譯)
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