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）

　　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