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2030年前 ， 我国有望实施载人登月计划！近日 ， 中科院院士叶培建在接受采访的时候 ， 表达出了自己对祖国载人登月计划的期待和信心 。
近些年来 ， 我国航天事业取得了突飞猛进的发展 ， 速度之快令全世界都为之震惊 。 让航天员踏足到月球表面 ， 这个梦想曾经听起来像是神话传说 ， 如今就要成真了！不仅如此 ， 我国还和俄罗斯签订了协议 ， 准备共同开发月球基地 ， 让航天员在月球表面常驻 。
建立月球基地和普通的载人登月完全不同 ， 需要的资源更多 。 除了需要足够的食物之外 ， 氧气也是一大资源 。 要知道 ， 建立月球基地比空间站还要更进一步 ， 这就不仅仅是做一些科学实验的任务了 ， 甚至未来要进行更宏伟的建设 。 如果想要实现这个梦想 ， 有一种资源不可或缺 ， 那就是氧气 。
在空间站 ， 航天员能够执行的任务有限 ， 所以氧气主要用来呼吸 。 通过电解水制取的氧气 ， 就可以保证航天员的使用了 。 建立月球基地就是完全不一样的情况了 ， 未来需要大量的生产 ， 甚至火箭的发射也需要大量的氧气 。 如何在月球表面获取足够的氧气 ， 对于人类来说至关重要 。
大家都知道 ， 月球是没有完整大气层的 ， 只有一个极其稀薄、内部以氢气、氖气和氩气组成的大气结构 ， 这些气体根本无法让人呼吸 ， 也不可能在未来投入生产 。
这不意味着月球上就没有氧 。 其实 ， 月球上的氧元素非常丰富 ， 只不过目前不适合人类使用 。 你可能想象不到 ， 这些氧元素都储存于月球的岩石之中 。 根据美国阿波罗11号的数据 ， 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 。
看得出来 ， 这些矿物里面都有氧元素 ， 算下来 ， 月球的岩石中 ， 大约有45%的质量都是氧元素 ， 说月球上氧元素丰富一点也不夸张 。 可问题在于 ， 这样的氧要如何使用呢？它们怎样才能供人类呼吸和使用呢？
上个月 ， 我国就取得了重大突破 。 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
具体来说 ， 就是给月壤进行加热 ， 使其进入高温熔融的状态 ， 阴离子和氧离子得以自由移动 。 此时通电进行电解 ， 氧离子就会结合成为氧气 ， 供人类使用了 。 在这个反应中 ， 反应原料是钛铁矿（化学式FeTiO3）和氧化亚铁（FeO） ， 反应温度在1600℃-2500℃之间 。 除了得到氧气之外 ， 我们还能够得到钛和铁等产物 ， 加以利用 ， 反应方程式在下图有体现 。
（图片说明：果琳丽研究员介绍本次成果）熔融电解法是目前比较受认可的月壤制备氧气手段 ， 世界上许多其他的国家也在进行类似的尝试 ， 比如美国、日本、以色列等 。 除此之外 ， 还有一些其他的方法也可以在月球上制氧 ， 比如还原法、热裂分解法、氟处理等等 。 不论是哪种方法 ， 都有其独特的优势和劣势 ， 不过以熔融电解法的可行性最高 。
今年早些时候 ， 一家总部位于比利时的初创公司宣布 ， 他们正在建造三个实验性反应器 ， 预期能够改善电解铝的反应过程 ， 并且希望自己的这项实验能够在2025年左右登陆月球 ， 帮助欧洲航天局进行月球基地的建设 。
说了这么多 ， 月壤中到底有多少氧气可供人类使用呢？
美国宇航局有一份数据：平均来说 ， 每立方米月壤中大约有1.4吨可供我们使用的矿物 ， 这里面包含的氧元素大约是630公斤 。 要知道 ， 平均每个人每天呼吸的氧气量才只有800克 。 这么算下来 ， 仅仅一立方米月壤所能提供的氧气就足以让1个人呼吸差不多2年的时间 。
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