中国科学家开发月壤提水新方法，月球科研站建设迎来技术突破

中国科学家开发月壤提水新方法，月球科研站建设迎来技术突破

2020年12月17日，嫦娥五号返回器携带1731克月球样品成功着陆内蒙古四子王旗，这是中国首次实现地外天体采样返回，也是人类时隔44年再次获取月球样品。这批来自月球风暴洋西北部吕姆克山脉附近的玄武岩区域的珍贵样品，不仅凝结着中国探月工程的智慧结晶，更蕴藏着揭示月球奥秘的关键线索。

近日，中国科学院大学的研究团队基于嫦娥五号带回的月壤样本，取得了一项突破性进展——他们开发出一种通过高温氧化还原反应从月壤中提取水的新方法。这一发现不仅为月球水资源的原位利用提供了新的技术路径，更为未来月球科研站的建设以及深空探索奠定了重要基础。

研究团队创新性地提出了一种基于太阳光加热的月壤水提取方案。通过聚焦太阳光，将月壤加热至1600摄氏度的高温，在此过程中，月壤中的钛铁矿等含氢矿物会发生氧化还原反应，释放出水蒸气。随后，这些水蒸气被冷凝收集，从而实现水资源的提取。同时，这一过程还能产生单质铁和陶瓷玻璃等副产品，这些物质在月球基地建设中同样具有重要应用价值。

这一技术方案具有诸多优势：首先，它充分利用了月球表面丰富的太阳能资源，无需从地球运输能源；其次，整个过程在月球表面即可完成，实现了真正的“就地取材”；最后，多产物的产出模式提高了资源利用效率，为月球基地的自给自足创造了条件。

嫦娥五号带回的月壤样本中，蕴藏着丰富的“水密码”。除了上述的高温提取方法，科学家们还发现了多种形式的水资源：

• 撞击玻璃珠中的微量水分：月球表面因陨石或小行星撞击而形成的微小玻璃状物质中含有少量水。

• 月壤矿物中的水：月壤中的斜长石、橄榄石和辉石等矿物含有微量水，虽然含量极低（0.0001%至0.02%），但为未来资源开发提供了线索。

• 钛铁矿储氢制水潜力：月壤中的钛铁矿富含氢，通过高温氧化还原反应可生成大量水。据估算，1吨月壤可产生约51至76千克水，相当于100多瓶500毫升矿泉水，基本满足50人一天的饮水需求。

• 太阳风注入的水：嫦娥五号样品分析表明，月壤中细粒部分的水主要来自太阳风注入，这一发现为月球水的主要来源提供了重要证据。

月球水资源的发现和利用技术的突破，为未来的月球科研站建设和深空探索开辟了新的可能性。根据中国探月工程的规划，预计在2030年前后建成月球科研站，而水资源的原位利用将是其中的关键技术之一。

月球水不仅可以直接用于宇航员的生活保障，还可以通过电解产生氢气和氧气，为航天器提供燃料补给。此外，水和冰层还能作为辐射防护材料，保护宇航员免受宇宙射线的伤害。可以说，月球水资源的开发，将为人类在月球上的长期驻留提供坚实的物质基础。

更进一步，月球科研站将成为人类探索更远深空的“前哨站”和“补给站”。通过在月球上生产推进剂，可以显著降低深空探测任务的成本和复杂性。同时，月球基地还能作为前往火星等更远目的地的中转站，为人类的星际旅行提供重要支撑。

嫦娥五号带回的月球样品，如同一把钥匙，正在逐步揭开月球水资源的神秘面纱。随着研究的深入和技术的进步，我们有理由相信，月球将成为人类探索宇宙的新起点，而水，这一生命之源，将在其中扮演至关重要的角色。