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冰冷的月坑中,或许有可利用的水冰资源

(来源:网站编辑 2020-01-21 19:53)
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冰冷的月坑中,大约有可使用的水冰资源

  月球,没有时有着良多谜团有待解开。

  近日,在美国旧金山举行的美国地球物理联合会(AGU)秋季会议上,行星科学家对月球两极永久暗影区内陨石坑中的化学物质提出了新的见解,以及使用这些化学物质所需要的基础条件。研究职员称,该研究可能协助科学家领会这些化学物质是否成为未来登月义务的潜在资源。

  这些化学物质是如何在这些陨石坑中保存下来的?咱们能否真的可能关于其加以使用?这些潜在的可使用资源关于人类探月来说意味着什么?带着相关问题,科技日报记者采访了中国科学院国家地理台研究员郑永春。

  长年处于黑暗,陨坑如“冰箱”

  “由于月球独特的自转倾斜角度,使得太阳光直接照射在其赤道位置,这让月球极地区域的良多陨石坑受到‘冷僻’,有些甚至长年没有见阳光,被永久地吞没在寒冷的黑暗中,就像一个个‘冰箱’,他们被称为冷阱(cold traps)。”郑永春介绍说。

  月球极区的这些冷阱,是多少十亿年来被彗星跟小行星撞击后留下的“伤疤”。彗星的撞击可以给月球留下水蒸气、二氧化碳跟甲烷等物质。由于月球不类似地球的大气层保护,这些化学物质中的大多数会在阳光下分解并逃逸到太空中。然而,如果这些化学物质最终进入月球极区的冷阱中,它们就可以会摆脱蒸发的运气,被解冻数十亿年。

  因此科学家揣测,在处于极其低温条件下的永久暗影区,具备有机物、水、冰等化学物质,但目前都是采纳遥感手段得到的探测后果,并不实地采样,所以这些化学物质到底是没有是具备、含量有多高,还有待进一步证实。

  十多年来,美国国家航空航天局(NASA)的月球勘测轨道器(LRO)没有时在丈量来自太空中恒星跟氢气的幽微紫外线反射到月球冷阱中的信号。2019年科学家们研究了名为福斯蒂尼(Faustini)陨石坑的反射数据,觉察反射的突然变更信号与冰有关,也觉得这可以标明了有二氧化碳的具备。

  使用LRO征集到的相关数据,推敲到分子在抵达冷阱前被分解的可以性,研究职员树破了一种模型,模拟研究了究竟有几二氧化碳会进入到冷阱中。其研究后果标明有15%—20%的二氧化碳最终会落入冷阱中,这比此前猜测数据要高,推敲到相关于较小的冷阱面积,这一后果令人感到吃惊。

  开发使用难度较大

  有专家表示,领会这些化学物质跟冷阱的具体信息,有可以将其作为一种潜在资源加以使用。如果人类在月球上定居,就可能把他们当作水源或燃料。但是,月球与地球没有同,长期裸露在太空辐射下,月球上的资源能否还有使用的可以性?

  郑永春说:“月球上的化学物质保具备深坑中,因为那里温度低,并没有会挥发。太空辐射会分解蛋白质、氨基酸等冗长有机物,但关于干冰、水冰等化学物质并无影响,因而有可以长期地保存下来。他们是人类在月球上长期生存所需要开发使用的首要资源,毕竟把同类资源从地球上运输从前成本太高昂了。”

  就目前人类科技水平而言,能否真的可能开发使用月球上的资源?郑永春表示,月球极区没有像其余地方,没有只具备极昼跟极夜景象,且阳光没有会垂直照射,温度虽然很低,但日夜变更相关于平跟,有利于探测仪器长光阴波完工作。而月球极地的冷阱处于极其低温且永远处于暗影区,所以探测仪器极难进行资源采集的工作,许多技巧难题有待攻克。另外,由于月球水冰资源主要具备于月壤之中,并且具备形式冗长(混杂水、约束水、深埋冰块等),存在时变性、分层性、跨区域性等没有确定性,关于其开发跟使用提出巨大挑衅。

  郑永春进一步介绍说,月球极区资源开发使用主要包括关于月球极区水冰等挥发物资源的识别、含挥发物月壤的采集,以及挥发物的加热提取、冷凝征集、分解转换等多个技巧环节。同时,月球极其环境下水冰跟挥发物资源的开发使用面临许多工程技巧问题,如何结合月球极区极其低温、短缺光照的环境特征,追求偏颇的技巧路程跟行动,将是关于月球极区水冰资源开发使用的要害。

  水冰资源作为深空探索运动,特别是载人探索运动的首要物质跟动力,其利用贯穿于推进动力跟再生生命保证系统的主要分系统跟要害技巧环节,其首要性没有言而喻。郑永春强调,储藏水冰等物质资源最为丰硕的月球极区将是世界各国月球基地建设、长期运行的首选区域,也是未来载人登月运动的首要目标。因此,月球极区资源开发使用,特别是水冰资源,将成为近期探月运动的研究热点。

(责编:赵竹青、吕骞)

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