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发布: 6:00pm 22/08/2024

月球

中国科研

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中國科研反覆驗證發現 氫加熱 月球月壤熔化產水

中科研反覆驗證發現 氫加熱月壤熔化產水
中國科研團隊經3年研究和反覆驗證,發現利用月壤大量生產水的方法。(央視)

(北京22日綜合電)嫦娥五號月壤研究有新發現,中國科研團隊經3年研究和反覆驗證,發現一種全新的利用月壤大量生產水的方法,1噸月壤有望生產超50公斤的水,可以滿足50人一天的飲水量,這為未來科研站及空間站的建設提供重要設計依據。

科學家之前主要關注月球上自然態水資源的分佈情況,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小量水,但這些礦物的含水量僅在0.0001至0.02%之間,極其稀少,難以提取利用。

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1噸月壤可產超50公斤水

經中國科學院寧波材料所、中國科學院物理所等單位組成的團隊研究和反覆驗證,發現月壤礦物由於太陽風億萬年的輻照,儲存了大量氫。在加熱至高溫後,氫將與礦物中的鐵氧化物發生氧化還原反應,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。

經實驗技術分析,研究團隊確認,1克月壤中大約可以產生51至76毫克水。以此計算,1噸月壤將可以產生約51至76公斤水,相當於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,還發現月壤鈦鐵礦加熱後,可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”。

另一方面,國際著名學術期刊《自然》最新發表一篇行星科學論文報告,研究人員利用印度“月船3號”任務數據對月球南極高緯度地區的月壤進行的分析表明,月球南極存在古代岩漿洋的遺蹟。

月球南極存古代岩漿洋遺蹟
中科研反覆驗證發現 氫加熱月壤熔化產水
印度“月船3號”任務數據顯示了月球南極存在古代岩漿洋的遺蹟。(互聯網照片)

據中新網報道,該論文介紹,過去對月球地質的研究依賴於月球中緯度地區任務採集的樣本,如阿波羅計劃。但2023年8月,印度“月船3號”任務中的Vikram登陸器成功在月球南極附近軟著陸,隨後,其Pragyan月球車利用自身搭載的阿爾法粒子X射線光譜儀,沿著月球表面103公尺長的路徑上的不同位置進行了23次測量,檢測月球月壤的元素組成。

基於此,論文第一作者兼通訊作者、印度物理研究實驗室Santosh V. Vadawale和同事及合作者一起,通過分析Pragyan月球車的測量結果,發現在登陸器周圍的月壤中存在著相對統一的元素組成,主要為含鐵斜長巖。他們指出,月球南極的成分測量結果介於“阿波羅16號”和“月球20號”任務從月球赤道區域採集的樣本之間。該結果表明,這些地理距離遙遠的樣本有著類似的化學成分,支持了月球岩漿洋假說。

月球岩漿洋假說認為,隨著月球在其形成過程中冷卻,密度較低的含鐵斜長巖浮到了月球表面,較重的礦物則下沉形成月幔。論文作者稱,此次Pragyan月球車也探測到了含鎂礦物,這無法用月球岩漿洋假說來解釋,或許是附近的南極-艾特肯撞擊翻出的深層物質。

論文作者總結說,“月船3號”任務Vikram登陸點的成分與月球岩漿洋假說一致,該假說預測月球高地可能由較輕的斜長巖漂浮形成。

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