亚洲区欧美区综合区自拍区,亚洲美女在线视频专区,欧美乱人伦中文在线观看,亚洲人成人77777网站

水是建設月球科研站及未來開展月球星際旅行，保障人類生存的關鍵資源，探尋水資源是月球探測的首要任務之一。科學家之前主要關注月球上自然態(tài)水資源的分布情況，前期研究結果表明，月壤玻璃等多種礦物中含有少量水，但含水量僅在0.0001%-0.02%之間，難以在月球原位提取利用。

2021年，作為浙江省唯一一個拿到嫦娥5號月壤的科研單位，寧波材料所也開始尋找月壤中水的蹤跡。但和同行一樣，他們并沒有太多發(fā)現(xiàn)。直到2022年3月，科研人員在實驗中發(fā)現(xiàn)，月壤經(jīng)加熱后會產(chǎn)生少量的水蒸氣，這讓大家頗為興奮。

科研人員使用透射電子顯微鏡觀察月壤中“鐵-水蒸氣泡”伴生現(xiàn)象。

“水由氫和氧構成，月球上氧化物不少，太陽風中又有氫，水的生成，是否意味著月球礦物中本身有大量的氫存在？”寧波材料所王軍強研究員向記者解釋道。

經(jīng)電子能量損失譜等多種先進技術手段分析，科研人員發(fā)現(xiàn)，在五種月壤主要礦物（鈦鐵礦、斜長石、橄欖石、輝石、月壤玻璃）中，鈦鐵礦含氫量最高，其次是斜長石和月壤玻璃。電子顯微鏡下的原位加熱實驗也證明，月壤鈦鐵礦加熱后將同步生成大量單質(zhì)鐵和水蒸氣氣泡，而其他含鐵月壤礦物加熱后生成了少量鐵單質(zhì)和氣泡，地球上的同種礦物加熱后則不會生成單質(zhì)鐵和氣泡。這進一步證明了月壤礦物中固溶的氫是產(chǎn)生水的關鍵。

月壤加熱過程中水和單質(zhì)鐵的形成過程以及各種主要礦物的含水量對比。

月壤鈦鐵礦為什么能夠儲存如此多的氫？“計算模擬顯示，月壤鈦鐵礦中存在納米微小孔道，像海綿一樣，這種納米孔道可吸附并儲存大量來自太陽風的氫原子?！蓖踯姀娊榻B，每個鈦鐵礦分子可吸附4個氫原子，是名副其實的月球“蓄水池”。

經(jīng)過反復實驗，研究團隊確認1克月壤中大約可以產(chǎn)生51-76毫克水（即5.1%-7.6%）。以此計算，1噸月壤將可以產(chǎn)生約51-76千克水，相當于100多瓶500毫升的瓶裝水，基本可以滿足50人一天的飲水量。

實驗還發(fā)現(xiàn)，電子輻照可以降低氫與鐵氧化物的反應溫度，水的生成溫度可以從600℃降低至200℃。這可以解釋前人發(fā)現(xiàn)的氫元素在月球上分布隨著緯度的變化規(guī)律：赤道位置由于受太陽風輻照最強，而太陽風中含有大量電子，使得其中的氫更多被還原成水蒸氣而揮發(fā)出來；高緯度受太陽風電子輻照影響較小，可保留更多的氫。

通過加熱月壤收集月球水的原位開采與利用策略示意圖。

基于相關研究，科研團隊提出一種具有可行性的月球水資源原位開采與利用策略：首先通過凹面鏡或菲涅爾透鏡聚焦太陽光加熱月壤至熔融，加熱過程中，月壤將會與太陽風中注入的氫反應生成水、單質(zhì)鐵和陶瓷玻璃?！八魵獗焕淠伤?，可以滿足月球上人類與各種動植物的飲水需要。而生成的鐵可以用于制造永磁和軟磁材料，為電力電子器件提供原材料，也可以用作建筑材料。”王軍強介紹。

記者了解到，該策略將為未來月球科研站以及空間站建設提供重要的設計依據(jù)，并有望在后續(xù)嫦娥探月任務中發(fā)射驗證性設備以完成進一步確認。