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发布: 6:00pm 22/08/2024

月球

中国科研

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中国科研反复验证发现 氢加热 月球月壤熔化产水

中科研反复验证发现 氢加热月壤熔化产水
中国科研团队经3年研究和反复验证,发现利用月壤大量生产水的方法。(央视)

(北京22日综合电)嫦娥五号月壤研究有新发现,团队经3年研究和反复验证,发现一种全新的利用月壤大量生产水的方法,1吨月壤有望生产超50公斤的水,可以满足50人一天的饮水量,这为未来科研站及空间站的建设提供重要设计依据。

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小量水,但这些矿物的含水量仅在0.0001至0.02%之间,极其稀少,难以提取利用。

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1吨月壤可产超50公斤水

经中国科学院宁波材料所、中国科学院物理所等单位组成的团队研究和反复验证,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摄氏度以上时,月壤将会熔化,反应生成的水将以水蒸气的方式释放出来。

经实验技术分析,研究团队确认,1克月壤中大约可以产生51至76毫克水。以此计算,1吨月壤将可以产生约51至76公斤水,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”。

另一方面,国际著名学术期刊《自然》最新发表一篇行星科学论文报告,研究人员利用印度“月船3号”任务数据对月球南极高纬度地区的月壤进行的分析表明,月球南极存在古代岩浆洋的遗迹。

月球南极存古代岩浆洋遗迹
中科研反复验证发现 氢加热月壤熔化产水
印度“月船3号”任务数据显示了月球南极存在古代岩浆洋的遗迹。(互联网照片)

据中新网报道,该论文介绍,过去对月球地质的研究依赖于月球中纬度地区任务采集的样本,如阿波罗计划。但2023年8月,印度“月船3号”任务中的Vikram登陆器成功在月球南极附近软着陆,随后,其Pragyan月球车利用自身搭载的阿尔法粒子X射线光谱仪,沿着月球表面103公尺长的路径上的不同位置进行了23次测量,检测月球月壤的元素组成。

基于此,论文第一作者兼通讯作者、印度物理研究实验室Santosh V. Vadawale和同事及合作者一起,通过分析Pragyan月球车的测量结果,发现在登陆器周围的月壤中存在着相对统一的元素组成,主要为含铁斜长岩。他们指出,月球南极的成分测量结果介于“阿波罗16号”和“月球20号”任务从月球赤道区域采集的样本之间。该结果表明,这些地理距离遥远的样本有着类似的化学成分,支持了月球岩浆洋假说。

月球岩浆洋假说认为,随着月球在其形成过程中冷却,密度较低的含铁斜长岩浮到了月球表面,较重的矿物则下沉形成月幔。论文作者称,此次Pragyan月球车也探测到了含镁矿物,这无法用月球岩浆洋假说来解释,或许是附近的南极-艾特肯撞击翻出的深层物质。

论文作者总结说,“月船3号”任务Vikram登陆点的成分与月球岩浆洋假说一致,该假说预测月球高地可能由较轻的斜长岩漂浮形成。

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