記者從中國科學院寧波材料所獲悉:由該所和中國科學院物理所等單位組成的科研團隊,通過研究嫦娥五號月壤不同礦物中的氫含量,發(fā)現(xiàn)了一種全新的利用月壤大量生產水的方法,有望為未來月球科研站及空間站的建設提供重要設計依據(jù)。相關成果于北京時間8月22日在線發(fā)表于國際學術期刊《創(chuàng)新》。
水是建設月球科研站及未來開展月球星際旅行,保障人類生存的關鍵資源,探尋水資源是月球探測的首要任務之一??茖W家之前主要關注月球上自然態(tài)水資源的分布情況,前期研究結果表明,月壤玻璃、斜長石、橄欖石和輝石等多種月壤礦物中含有少量水,但這些礦物的含水量僅在0.0001%—0.02%之間,極其稀少,難以在月球原位提取利用。因此,研究探測新的月球水資源及其開采策略,無疑是未來探月工程的重點內容。
經過深入研究和反復驗證,科研人員發(fā)現(xiàn),月壤礦物由于太陽風億萬年的輻照,儲存了大量氫。在加熱至高溫后,氫將與礦物中的鐵氧化物發(fā)生氧化還原反應,生成單質鐵和大量水。當溫度升高至1000攝氏度以上時,月壤將會熔化,反應生成的水將以水蒸氣的方式釋放出來。
經過多種實驗技術分析,研究團隊確認,1克月壤中大約可以產生51—76毫克水。以此計算,1噸月壤將可以產生約51—76千克水,相當于100多瓶500毫升的瓶裝水,基本可以滿足50人一天的飲水量。
科研團隊通過對不同月球礦物的進一步研究,還發(fā)現(xiàn)月壤鈦鐵礦加熱后,可以同步生成大量單質鐵和水蒸氣氣泡,是名副其實的月球“蓄水池”。
基于多項研究結果,科研團隊提出一種具有可行性的月球水資源原位開采與利用策略。專家表示,該策略將為未來月球科研站以及空間站建設提供重要的設計依據(jù),并有望在后續(xù)的嫦娥探月任務中發(fā)射驗證性設備以完成進一步確認。