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要在月球上可持續生存,月球表面目之所及的巖石很可能可以為我們提供呼吸所需的空氣。尤金A塞爾南美國國家航空航天局
美國和之間正在出現一場新的月球競賽。與五十年前不同,目標不再僅僅是登陸和離開,而是建立一個能夠在我們的天然衛星表面實現可持續存在和長期停留的基地。現在的目標是將月球作為技術試驗場,這些技術將使我們能夠走得更遠,尤其是前往火星。
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這些關鍵技術之一是原位資源利用(ISRU),它涉及利用現場可用資源生產人類活動所需的消耗品:氧氣、水、火箭燃料或建筑材料。通過在月球上直接生產這些必需品,將能夠大幅減少從地球發送的貨物質量,從而降低太空探索的后勤和財務成本。目標不是從地球進口這些資源,而是學會如何在月球上生存。
分解月塵提取氧氣
在人類可持續重返月球的初期,ISRU正成為一個戰略核心。其中一個主要挑戰是從月壤中提取氧氣,月壤是覆蓋月球表面的土壤層,主要由小巖石碎片和塵埃組成。月壤的成分復雜,主要包含幾種礦物(斜長石、輝石、橄欖石),這些礦物本身由金屬氧化物的混合物構成——金屬氧化物是將氧與硅、鐵或鈣等其他元素結合的化合物。
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月壤質量的大約40%到45%由氧組成,這使氧成為月球表面最豐富的元素。氧無處不在,但它不像在地球大氣中那樣以氣態形式存在。要釋放氧,必須打破它在月壤氧化物中與其他元素結合的化學鍵。
考慮的方法之一是熱解,這是一種利用高溫分解材料以產生揮發性化合物的化學反應。當應用于月壤時,