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        人類熱衷于月球“挖礦”圖個啥?

        2021-01-18 01:14:36文/鄭
        中國科技財富 2020年12期
        關(guān)鍵詞:月面月壤挖礦

        文/鄭 軍

        嫦娥五號帶著世人的期許,踏上了登月之路。有趣的是,美國的“阿波羅號”登月半個世紀(jì)后,居然有22%的美國人懷疑載人登月是一場騙局。他們的理由很簡單:今天的技術(shù)遠(yuǎn)勝當(dāng)年,為什么人類再沒有返回月球?

        其實,真正的原因是人類遲遲沒找到重返月球的理由。初步研究表明,月面寒冷而孤寂,似乎既缺乏科研價值,也缺乏工業(yè)前景。于是,宇航界便把目光轉(zhuǎn)向更遠(yuǎn)的深空。

        不過,最近一段時間積累的科研成果,讓人們對月球重燃興趣。嫦娥五號就是這場逐月新浪潮的先鋒。后面,中國還要建設(shè)月球基地,并吸引到俄羅斯等國的參與。美國也推出“深空之門”計劃,在月球軌道上長期駐留空間站,還要建設(shè)“月球4G網(wǎng)”。

        是哪些因素重新提升了月球在人類心理上的期望值?首先便是能源。在月面上接受太陽能,沒有塵埃和水氣的消減,效率遠(yuǎn)高于地面。月球每年接受的太陽能相當(dāng)于人類年耗能的2.5萬倍。在月面使用太陽能技術(shù),無論是自用還是以微波形式發(fā)回地球,都大有潛力。

        科學(xué)家甚至提出將小型工廠直接安置在大型月球車上,在月面行走,追逐陽光。月球一晝夜約相當(dāng)于地球的十四天,表面重力又低。巨型月球車自帶設(shè)備,一邊用月壤制造產(chǎn)品,一邊行走,可以永久保持在向陽面,靠太陽能自給自足。

        地球上已經(jīng)有完整的太陽能工業(yè),在月球上可以“即插即用”。那里還有地球上完全沒有的能源氦-3,它在發(fā)生熱核反應(yīng)時不產(chǎn)生中子流,容易控制,被視為最好的可控核聚變?nèi)剂?。月面就是一個巨型氦-3礦,幾十億年積累到今天,估計月壤里已經(jīng)有一百萬噸氦-3。照目前的能源消耗量,能夠支持人類使用一萬年。

        月球上主要工業(yè)原料是月壤,是巖石經(jīng)歷億萬年碎裂后形成的粉塵。月面幾乎到處都有月壤,平均五到十米厚。月壤的二氧化硅和氧化鋁含量均達(dá)到建設(shè)陶瓷的要求,可以用微波燒結(jié)法直接將月壤加工成塊,前提是月球能提供豐富的電力。

        月壤包含著大量的氧化物。用集熱光纖可以提取其中9.6%的氧氣,這樣就保證了月球基地的供氧。月壤做為3D打印材料,可直接建造基礎(chǔ)設(shè)施。它還可以制造玻璃纖維,未來在月球上,很多工作用品和生活用品要使用玻璃纖維制造。

        由于以月壤為采礦目標(biāo),在月球上采礦不需要勘探礦脈,放炮打洞,冒塌方的風(fēng)險,只需要在月面鏟鏟土,工作量和危險性遠(yuǎn)低于地球采礦。

        人類登上月球,甚至不用在其表面大興土木,僅利用月球熔巖管就能解決居住問題?;鹕饺蹘r噴出后,一邊流動,一邊凝固。外層凝固時內(nèi)層仍然在流動,于是內(nèi)層流走,留下管道,稱為熔巖管。由于重力低,內(nèi)部地質(zhì)活動也早就停止,月球保留了體量巨大的熔巖管。

        印度月球探測器已經(jīng)在月球赤道附近找到一片熔巖管,長兩公里,寬360米,能裝下一個城市小區(qū)。隨著對月面的深入勘探,這類熔巖管會發(fā)現(xiàn)得更多。厚厚的巖層可以阻擋宇宙射線,方便人類定居。在里面施工也不用擔(dān)心地球上的透水和塌陷事故,簡單易行。

        人類生存必須有水,好在月球上已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了冰。由于自轉(zhuǎn)和公轉(zhuǎn)的關(guān)系,月球兩極某些環(huán)形山陰影處永遠(yuǎn)不見太陽,那里儲存著遠(yuǎn)古小天體撞擊時留下的冰,初步估計有六億噸。雖然這在地球上只是蒼海一滴,但完全能供應(yīng)幾個月球基地。

        目前看來,月球南極點的謝克爾頓撞擊坑是水冰儲存區(qū)。月壤里也大量包含結(jié)晶水合物。通過化學(xué)方式可以將水分解出來。這些水除了供人類飲用,以及供月球農(nóng)場進(jìn)行種植生產(chǎn),還可以電解成氫和氧,用作火箭推進(jìn)劑。

        有的讀者會質(zhì)疑,除了氦-3,月面提供的這一切,地球上并不稀罕。確實如此,不過,月球開發(fā)的主要目標(biāo)并非把資源帶回地球,宇航事業(yè)的賬有另外的算法,就是資源替代價值。

        如今搞航天,所有物資都要從地面用火箭送上去。一公斤水和一公斤科研儀器要花費同樣多的發(fā)射成本。如果能在太空找到某種物資,替換地面的供應(yīng),就相當(dāng)于節(jié)省了部分發(fā)射費用。

        利用地外資源自給自足,是宇航事業(yè)正在追求的目標(biāo),月面上能夠率先實現(xiàn)這一步。

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