嫦娥五号带回来的月球土壤样本有重磅发现,或许这将成为未来建造月球基地的关键。
我国科学家认为,如果加以开发,月球的土壤能够帮助火箭燃料更好地燃烧,它能制造出氧气。
月球没有大气,就目前的发现来看更没有任何生命,氧气似乎和月球没有一毛钱关系,那么月球的土壤如何制造氧气呢?
让我们走进神奇的月球土壤,它将会是未来的大宝库。
嫦娥五号发射之前
月壤与能源
相信大家对于月球土壤含有丰富的氦-3并不陌生,氦这种原子仅次于氢原子,是宇宙中第二诞生的元素。
氦在宇宙中含量第二多,占据24%,按理说应该是一种常见的元素,然而地球可能出现了BUG,那就是地球的氦含量非常少。
地球极少量的氦在大气层的最顶部,剩余的氦在地核之中,通过α裂变产生。
这些氦原子会经过层层渗透进入地壳,混进天然气中,地球上的氦气绝大部分都是分离天然气得到的。
工业所需的氦气
月球刚好相反,它含有丰富的氦-3,初步估计储量100万吨以上。科学家们将月球的土壤加热到700℃,就能获得里面的氦-3。
氦-3是氦的一种同位素,与氘原子发生热核反应,会释放出巨大的能量。
更重要的是,这两者的热核反应不会产生中子,只会产生质子,这意味着反应过程中没有辐射。
氦-3的热核反应
人类目前的核技术很多都是不可控的,所以才会酿出切尔诺贝利和福岛核电站事故。
氦-3与氘原子的热核反应,没有辐射,对于不可控核能来说,能够有足够的安全保障。
这也是目前所有核反应中,最安全有效的一种。
切尔诺贝利核电站
使用大约100吨氦-3参与热核反应产生的能量足够全球使用一年。
而月球上的氦-3储量至少100万吨,如果加以开采,那么人类将在接下来一万年的时间内不愁能源危机。
然而,氦-3并不是月球土壤全部的惊喜,随着人们对月球土壤的深入研究,尤其是嫦娥五号带回来的月球土壤,更新了人类对于月球的认知。
因为我国的科学家发现,月球的土壤可以制造出氧气。
月球表秒
月壤与氧气
中国南京大学对月壤进行了新一轮的研究,发现,月球土壤里面含有钛、富钛物质,以及很多钛化合物。
如果让其与水、二氧化碳在太阳光的作用下反应,这些物质可以充当催化剂,实验结果得到了氧气。
这个发现可以说是非常震撼!月球没有自己的大气,它的上面完全算是真空,因此在大家的印象中,月球与氧气并不沾边。
如今,月球土壤可以作为催化剂制造氧气,这对于未来建立月球基地是非常重要的发现。
人类登月
既然可以在太阳光的作用下利用二氧化碳和水制造氧气,未来的月球基地可以利用这项科技实现物质循环,获取身体所需的气体。
不仅如此,科学家们还认为,这种土壤可以作为未来火箭的燃料,帮助火箭产生更强的推力,甚至于在月球表面发射火箭。
火箭发射的时候,需要点火发射,这个时候需要内部的燃料熊熊燃烧。
火箭发射
由于火箭发射争分夺秒,很短时间内就要达到速度,如果依靠空气中的氧气含量助燃,燃料很有可能发生不完全燃烧,达不到预期所需要的能量,火箭的推进力度不够。
因此,在火箭内部,其实是有助燃剂的,也就是事先准备的氧气,这样燃料能充分燃烧,产生足够的能量。
对于在月球上发射的火箭,它所需要的助燃剂完全需要提前装填,因为月球是没有大气的,更不可能支持火箭自然点火。
如果今后可以开发月球土壤,那么就能就地取材,通过氦-3产生能量,通过土壤中的物质做催化剂制造出氧气,当做助燃剂。
火箭升空
月球的直径比地球小很多,所以月球的逃逸速度远比地球小,因此,火箭在月球上升空,所需要的能量比在地球上发射少很多。
除了在月球上发射火箭,人们还预计在月球上修建一座射电望远镜,这样能够减少地球信号对于它的干扰。
建造这些的原材料全部从地球上运输过去,那么成本会非常巨大。
如果我们能使用月球上的一部分材料,这样就能减少成本,缩短工程的时间,那么对于人类来说,是一次巨大的进步。
月球基地
月壤与地月历史
月球土壤的另一个作用,就是探寻月球的历史。
早期的科学家认为,月球是地球的一部分,甚至还计算出太平洋的体积恰好与月球一样,由此得出太平洋就是当初被甩出去的月球。
如果这个猜测成立,那么月球的岩石成分会和地球几乎一模一样。
而又有一部分科学家认为,月球是地球俘获的小型天体。若真是这样吗,那么月球的成分将和地球差距很大,更有可能没有关系。
太平洋和月球没有关系
随着阿波罗11号将第一份月壤样本带回地球,人们分析了月球的土壤、岩石。
它们和地球上岩石土壤的成分,有一部分相同,也有一部分不同,仿佛是地球的土壤里掺杂了别的成分进来。
由此科学家们认为,在大约45亿年前,地球被一颗小行星撞击,被撞出了一部分物质。
这些碎片和那颗小行星的碎片糅合在了一起,在地球的引力下围绕着地球运转,成为了地球的一颗天然卫星。
月球诞生之初
这就是目前天文学上对于月球诞生最认同的说法——撞击学说。
人们当初认为太平洋就是月球离开留下的痕迹,其实只是一个美丽的巧合。
因为恰好此时的太平洋体积与月球相当,但是,太平洋并不是亘古不变的,它曾经完全不存在。
在大约2.5亿年前,地球上的所有大陆都连在一起,形成了盘古超大陆,在这之后,因为各板块四分五裂才诞生了四大洋。
2.5亿年前只有泛大洋,没有太平洋,也就不存在这里丢失了一颗月球。
通俗点说就是,月球是地球生出来的,但是并不是地球一颗球的功劳,这里面有另一颗小行星的参与。
盘古超大陆
月壤与未来
月球在人类未来的太空探索中,占据着重要的位置,它是人类目前为止登陆的,唯一的地球之外的天体。
然而,月球是地球的天然卫星,依旧处于地球的引力范围内,所以某种程度上,人类的步伐还没有离开地球。
但是这并不代表人类就会止步于此,月球在未来可以作为一个跳板或者中转站,为人类提供能量和物质。
月球的未来
月球的土壤和岩石中还含有大量的铁、镁等金属,或许会成为地球的矿仓,而月球的氦-3更是关系到人类未来的能源。
作为地球的卫星,月球将发挥最大的作用。
霍金曾经说过,地球的环境变得越来越不适合人类居住,想要离开地球,人类需要在月球上进行无数次演练。
甚至有的科学家们认为,以后登陆火星,可以直接从月球上发射火箭,这样可以节省时间和燃料。
在月球上建天文望远镜
月球在历史上为地球上抵挡了无数次陨石撞击,上面的撞击坑依旧清晰可见,此外还有一些已经无法看清的撞击坑。
这里坑里面,或许蕴含着一些秘密,关于地球早期的水、生命,包括月球经历的事情。
其实月球没有土壤,最初的月球只有岩石,现在的月壤是太阳风暴轰击月球表面,直接将月球的岩石风化,产生了月球的土壤。
宇航员采集月球样本
科学家们猜测月球的两极可能锁着一部分水,这让月球在未来不会这么荒凉。
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