仅仅月球表层的氧含量,就足够供80亿人使用10万年

发布单位:台北市立天文科学教育馆

月球克拉维斯陨石坑。(图片来源:NASA/USGS)
月球克拉维斯陨石坑。(图片来源:NASA/USGS)

  2021年10月,澳大利亚太空总署和NASA签署了一项协议,利用阿提米丝计划将澳大利亚制造的探测车送上月球,目的是收集月球岩石,希望在月球能产出可以提供呼吸的氧气。

  尽管月球有大气层,但它非常稀薄,主要由氢、氖和氩组成,不是依赖氧气以维持生存的哺乳动物(例如人类)所需要的那些地球大气成分。

  实际上,月球上有充足的氧气,只是它不是气体形式,而是被锁在风化层内,覆盖在月球表面的岩石和尘土中。

  在地球上,氧气可以在我们周围地下的许多矿物质中找到,月球主要也是由这些相同岩石组成(虽然来自流星的物质比较多)。二氧化硅、铝、氧化铁和氧化镁等矿物是月球表面主要的成分,这些矿物质都含有氧气,它们以几种不同的形式存在,其中包括覆盖在月球表面的坚硬岩石、灰尘、砾石和石头中,这种物质是数千年以来陨石撞击月球表面的影响产生的。

  月球到底可以产出多少氧气呢?如果我们不计算在月球更深的硬岩材料中存在的氧气,只考虑表面容易接近的风化层,我们可以得出一些估计值。每立方公尺的月球风化层平均含有1.4吨矿物质,包括约630公斤氧气。NASA表示,一个人每天呼吸约需800公克氧气才能生存。所以630公斤的氧气可以让一个人存活约两年。

  假设月球风化层的平均深度约10公尺,我们可以从中提取所有氧气。这意味着月球深度10公尺的表面,将提供足够的氧气来支持地球上所有80亿人大约100,000年的时间。

  月球的风化层大约由45%的氧气组成,但氧气与上述矿物质紧密结合,如何打破那些牢固链结?在地球上,我们常用「电解」这种化学反应,例如生产铝,利用电极让电流通过液态氧化铝,将铝与氧分离。这是一个非常简单的技术,但非常耗能,在月球上处裡需要得到太阳能或月球上可用的其他能源的支持,将这个工业设备从地球移到月球上,并产生足够的能量来维持运作,将是一个巨大的挑战。

  2021年初,总部位于比利时的新创公司Space Applications Services宣布正在建造三个实验反应炉,研究改进电解制氧过程,希望到2025年将这项技术送上月球,作为欧洲太空总署就地资源利用(in-situ resource utilization,ISRU)任务的一部分。(编译/台北天文馆刘恺俐)

资料来源:Space.com

生成海报
(本文共有56人浏览过,今日共有1人浏览过,欢迎多加利用!)

发表评论

您的电子邮箱地址不会被公开。 必填项已用*标注