早读｜嫦娥五号研究新发现，1吨月壤可产生至少51千克水

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2024年8月23日 星期五 农历七月二十

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嫦娥五号研究新发现，1吨月壤可产生至少51千克水

※ 据央视新闻报道，我国嫦娥五号月壤研究又有新发现——中国科学院宁波材料所、中国科学院物理所等单位组成的科研团队，经过3年的深入研究和反复验证，发现了一种全新的利用月壤大量生产水的方法，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。

水是建设月球科研站及未来开展月球星际旅行的关键资源，探寻水资源是月球探测的首要任务之一。科学家之前主要关注月球上自然态水资源的分布情况，前期研究结果表明，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，但这些矿物的含水量仅在0.0001%-0.02%之间，极其稀少，难以在月球原位提取利用。因此，研究探测新的月球水资源及其开采策略，无疑是未来探月工程的重点内容。

经过深入研究和反复验证，科研人员发现，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。当温度升高至1000℃以上时，月壤将会熔化，反应生成的水将以水蒸气的方式释放出来。

经过多种实验技术分析，研究团队确认，1克月壤中大约可以产生51—76毫克水。以此计算，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。

科研团队通过对不同月球矿物的进一步研究，还发现月壤钛铁矿加热后，可以同步生成大量单质铁和水蒸气气泡，是名副其实的月球“蓄水池”。

基于多项研究结果，科研团队提出一种具有可行性的月球水资源原位开采与利用策略——

首先通过凹面镜或菲涅尔透镜聚焦太阳光加热月壤至熔融。加热过程中，月壤将会与太阳风中注入的氢反应生成水、单质铁和陶瓷玻璃。

产生的水蒸气被冷凝为液态水，收集并储存在水箱中，可以满足月球上人类与各种动植物的饮水需要。通过电分解水可以产生氧气和氢气，氧气可以供人类呼吸，氢气可以作为能源使用。铁可以用于制造永磁和软磁材料，为电力电子器件提供原材料，也可用作建筑材料。熔融的月壤也可以用来制作具有榫卯结构的砖块，用于建造月球基地建筑。

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？

中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员王军强说，将通过嫦娥八号发射一个验证性科研装置，去月球做实验。

专家表示，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。

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栏目主编：周扬清 文字编辑：周扬清

来源：作者：叶磊

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