你知道吗？月球表面蕴含的氧气足够数十亿人存活10万年

【你知道吗？月球表面蕴含的氧气足够数十亿人存活10万年】

随着太空探索的进步，我们最近看到，大量时间和金钱被投入到能够有效利用太空资源的技术上。而在这些努力的前沿，则是专注于寻找在月球上生产氧气的最佳方法。
今年10月，澳大利亚航天局（Australian Space Agency）和美国国家航空航天局（NASA）签署了一项协议，根据阿尔特米斯计划（Artemis），向月球发射一艘澳大利亚制造的月球车，目标是收集月球岩石，最终为月球提供可呼吸的氧气。
我们都知道，虽然月球有大气层，但它非常薄，主要由氢、氖和氩组成。它不是那种可以维持像人类这样依赖氧气的哺乳动物的气体混合物。
也就是说，月球上确实有大量的氧气。但它不是气态的。相反，它被困在风化层中。风化层是覆盖在月球表面的岩石和细粉尘层。
那么，如果我们能从风化层中提取氧气，是否足以支持人类在月球上生活呢？
氧的广度
我们周围地下的许多矿物中都含有氧气。而且，月球主要是由你在地球上发现的岩石组成的（尽管有更多的来自流星的物质）。
硅、铝、铁和镁等矿物是月球上的主要矿物。所有这些矿物质都含有氧气，但都不是我们肺部能够直接接触到的。
在月球上，这些矿物以几种不同的形式存在，包括坚硬的岩石、尘埃、沙砾和覆盖在月球表面的石头。这些物质是数千年来撞击月球表面的陨石造成的。
有些人把月球的表层称为月球“土壤” ，但一个真正的土壤科学家是不会使用这个词得。正如我们所知，土壤是非常神奇的东西，只存在于地球上。它是由大量的生物在土壤的母物质 —— 风化层（从坚硬的岩石中提取）上工作了数百万年而形成的。
其结果是，形成了原始岩石中不存在的矿物基质。地球的土壤具有显著的物理、化学和生物特性。与此同时，月球表面的材料基本上是原始的、未被接触过的风化层。
一种物质进去，两种物质出来
月球的风化层由大约45%的氧气组成。但是，氧气和上面提到的矿物质紧密结合在一起。为了分解这些强化学键，我们需要注入能量。
如果你知道电解，你可能对这个很熟悉。在地球上，这一过程通常用于制造业，例如生产铝。电流经电极通过液态氧化铝（通常称为氧化铝），将铝与氧分离。在这种情况下，氧气是作为副产品产生的。在月球上，氧气将是主要产品，而铝（或其他金属）将是潜在有用的副产品。
这是一个相当简单的过程，但有一个问题：它非常消耗能量。为了可持续发展，它需要太阳能或月球上可用的其他能源的支持。
另外，从风化层中提取氧气也需要大量的工业设备。我们需要首先通过加热，或与溶剂或电解质结合加热，将固体金属氧化物转化为液体形式。
我们在地球上可以轻而易举地使用这样的技术，但把这个设备搬到月球上 —— 并产生足够的能量来运行它，将是一个巨大的挑战。
今年早些时候，总部位于比利时的初创企业Space Applications Services宣布，它正在建造三座实验反应堆，以改进电解制氧的过程。作为欧洲航天局（European Space Agency）原地资源利用（ISRU）任务的一部分，他们希望在2025年之前将这项技术送上月球。
月球能提供多少氧气？
也就是说，当我们真的成功完成这一任务时，月球实际上能输送多少氧气呢？嗯，事实证明是相当多的。
如果我们忽略月球深层坚硬岩石中的氧气，只考虑表面容易接触到的风化层，我们就能得出一个估算量。
实际上，平均每立方米月球风化层含有1.4吨矿物，其中包括约630公斤的氧气。美国宇航局表示，人类每天需要吸入大约800克氧气才能生存。所以， 630公斤的氧气可以让一个人活两年（或再多一点）。
现在让我们假设，月球上的风化层的平均深度约为10米，我们可以从中提取所有的氧气。这意味着，月球表面最上层的10米风化层将能提供足够的氧气，供养地球上所有80亿人大约10万年。
当然，这还取决于我们能如何有效地提取和利用氧气。
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