文章图片
文章图片
文章图片
文章图片
文章图片
如果有一天 ， 人类真的能够在月球上生活 ， 那么有一项科技将会起到决定性的作用 ， 那就是利用月壤制备氧气 。
从土壤里搞出氧气来 ， 这个想法听起来有点夸张 ， 但很可能就要变成现实了 。 最近 ， 我国科学家取得了这项举世瞩目的成就 ， 为我国建立月球基地 ， 打下了坚实的基础 。
（图片说明：我国科学家利用月壤制备氧气）月壤制氧气日前 ， 在举办于深圳的深空探索科学技术与应用大会上 ， 航天五院508所果琳丽研究员介绍了我国的最新成果 ， 那就是利用月壤制备氧气 。
你可能会问了：土壤和氧气好像完全不挨边 ， 这是什么样的化学反应呢？
原来 ， 月壤中虽然没有氧气 ， 但却有氧元素 ， 只要我们想办法把这些氧元素转化成氧气就可以了 。 有一种手段比较有效 ， 在本次研究中被利用 ， 那就是熔融电解法 。 也就是说 ， 我们将月壤加热到非常高的温度 ， 然后进行通电 ， 让各个元素单独电离出来 ， 氧离子之间就有机会相互结合 ， 形成氧气 。
（图片说明：果琳丽研究员介绍本次成果）具体来说 ， 月球表面有一些钛铁矿（化学式FeTiO3）和氧化亚铁（FeO）， 可以作为反应原料 。 给这些矿加温到1600-2500℃ ， 就可以制备出氧气来（化学反应方程式在图片中可以看到） 。 而且 ， 这个方法制备氧气的效率比较高 ， 如果大家还记得初中化学的话就可以粗略计算出来 ， 每100公斤的样品就能够制备出20-30公斤氧气 。
果琳丽研究员介绍 ， 航天五院511所已通过利用嫦娥探测器平台 ， 应用小型反应炉 ， 开展月面制氧试验 ， 取得了一定成效 。我国科学家有望再接再厉 ， 未来尝试在月球上制备第一口氧气 。
（图片说明：人类要开发月球基地）不仅如此 ， 在这个电解的过程中 ， 还会有其他的反应产物出现 ， 比如铁 ， 另外电解氧化硅的话也可以得到纯度较高的硅 ， 这些产物对于人类的工业开发也相当重要 ， 可谓是一举两得 。
为什么要在月球制氧气？我们都知道 ， 作为距离地球最近的天体 ， 月球有许多得天独厚的优势 ， 吸引着人类在这里建立基地 。 可是 ， 想要建立月球基地 ， 首先要解决许多的问题 ， 其中之一就是氧气 。
氧气是供给人类呼吸的关键 ， 不论是任何太空任务 ， 都不可能不考虑这个问题 。 如果是普通的载人太空任务 ， 我们可以利用各种机器来制备 。 比如国际空间站上 ， 就是利用电解水的原理 ， 源源不断地给宇航员提供氧气 。
（图片说明：电解水实验）可是 ， 如果我们要建立月球基地 ， 情况就不一样了 。 首先 ， 在这里驻留的人数可能会很多 ， 而且还要进行大量的生产 ， 其中很多过程都需要氧气 。 甚至未来人类有可能借助引力小的优势在月球建立火箭发射场 ， 届时需要的氧气就更多了 。
在这种情况下 ， 我们就不能再利用电解水的方法了 ， 因为它需要的水也会非常多 。 在月球这个严苛的环境下 ， 水能够人类饮用就已经很不容易了 ， 更不要说拿来制氧气了 。 从地球上运水也是不合理的 ， 因为人类的火箭发射能力还没有这么强 ， 否则就直接运氧气罐去月球了 。 要知道 ， 仅仅向月球运1公斤氧气 ， 就要花费数千美元！
所以说 ， 想要在月球上有源源不断的氧气使用 ， 就必须要“就地取材” 。
幸运的是 ， 虽然没有氧气 ， 但氧元素在月球的含量是相当高的 。 以美国阿波罗11号的数据为例 ， 月壤中有41.9%是二氧化硅 ， 15.8%是氧化亚铁 ， 13.6%是三氧化二铝 ， 12.1%是氧化钙 ， 还有8.2%的氧化锰以及7.6%的二氧化钛 。 可以说 ， 月壤中大部分物质都含有氧元素 。 所以 ， 我们只要从这些月壤中提取出氧来 ， 就可以制备大量的氧气了 。
推荐阅读
- 地球的岩石，和月球的岩石有相同之处吗？
- ?了解更多关于俘获离子量子计算的详细信息
- 太空温度达零下270摄氏度，为什么太阳光到达地球后反而变热了？
- 在国际空间站中，人类可能受到的伤害
- 中国天眼收到外太空“警告”？ 霍金生前或说对一件事！
- 1978年NASA发现金星生命，为何没公布，到底隐瞒了什么？
- 美俄真的做过太空受孕实验吗？失重状态下，对繁衍的影响多大？
- 如果你在3月4日观察天空，也许，将望见一艘火箭的残骸坠入月球
- 未来会出现“新人类”吗？巴瑶族仍在进化，身体同常人有差异
- 雪山发现500年前的少女，面容如生看着像睡着了，死法其实很残忍