外媒高度关注中国月壤制水

重大突破！外媒高度关注中国月壤制水

2024年08月24日环球网

月球水资源被认为是大规模开发月球不可或缺的，以往各国的注意力都集中在探寻月球表面，尤其是南北极的冰等自然态水的存储，而中国科学家最新方法显示，可通过加热月壤的方法批量生产水，这一重大突破立即引起了全球媒体的高度关注。

月球水资源原位开采与利用策略。（中国科学院宁波材料技术与工程研究所制图）

日本NHK网站23日称，由中国科学院的联合团队通过分析中国2020年发射的嫦娥五号无人探测器返回舱带回的月球土壤样本，发现当月壤被加热到1000摄氏度时，其中的氢和氧化铁会发生化学反应，产生水蒸气。据估计，该过程可以从1克土壤中产生多达76毫克的水。加热月壤所需的能量，依靠从月球表面收集的太阳能。报道称，中国科学家通过多种测量技术已证明该方案的可行性，并计划借助2030年发射的嫦娥八号月球探测器，在月球表面进行实际测试。

日媒称，中国此前计划于2035年在月球上建立用于科学实验和资源开发的研究站。获得可用于生产氧气和燃料的水资源，是当前主要的研究主题之一。“此前人们的注意力一直集中在寻找月球表面的冰，但中国似乎已经找到利用月球水资源的新方法，这将在与美国的月球探索竞争中获得优势。”

美国“趣味工程”网站22日称，中国从月壤中获得水的革命性思路是“高度实用的新方法”。美国“阿波罗”和中国“嫦娥”系列月球探测任务研究结果表明，月球上普遍存在水，但含水量极低，0.0001%--0.02%不等，在月球上获得水具有挑战性。中国研究团队发现，月壤中的主要矿物质，尤其是钛铁矿，在数十亿年太阳风辐照下储存了大量氢原子。因此可在月球用凹面镜聚焦太阳光加热月壤至熔融，月壤将与太阳风中注入的氢反应生成水、单质铁和陶瓷玻璃。1吨月壤可产生超过50公斤水，相当于100瓶500毫升饮用水，够50人喝一天。产生的副产品铁可用做月球设备原材料，熔融月壤冷却后可用于建造月球研究基地材料。

以色列《耶路撒冷邮报》22日称，中国科学家经过3年深入研究和反复验证，发现了利用月球土壤生产大量水的全新方法，有望为未来月球科研站和空间站建设提供重要的设计依据。“这一发现的宣布正值中国科学家在对嫦娥六号任务带回月球样本实验之际，可能对中美争相建立永久性月球基地数十年项目产生重要影响。”

报道还提到，月球水资源重要性在于使人类在月球建立永久基地成为可能。美国国家航空航天局（NASA）局长比尔·纳尔逊接受采访时表示，月球上发现的水可用于制造火箭燃料，为进一步探索火星和其他太空目的地提供宝贵动力。纳尔逊此前还多次对中国太空计划的快速发展及中国可能主导月球上资源最丰富的地区发出警告。

中国月壤制水的“革命性思路”:1吨月壤制50公斤水

2024-08-23 来源: 说天说地说实事

嫦娥五号月壤有大发现！

这次与水有关：中国科学院科研团队研究出从月壤中提取水的新方法，1吨月壤竟然能制出50公斤以上的水，大大超出想象，足以满足人类在月球的生活所需！为何早已实现载人登月的美国却没做呢？

水在地球上很普通，但在月球上极为珍贵。由于月球没大气层，月昼温度高达127℃，无法使水保持液态，至今没在月球上发现过液态水。然而，水既是航天员生活必需，也可用于生产火箭燃料。要想在月球上建立基地和开采资源，就必须要有水资源保障。如果每次都要用飞船从地球向月球运水，成本可就太高了。

因此，世界各国都想尽办法在月球上找水，谁能找到可利用的水源，谁就占据了开发月球的先机。容易想到的办法，就是从月球表面月壤和月岩提取。上世纪60年代末到70年代，美国实施阿波罗计划，先后6次载人登月，共带回382公斤月球样品。当时却并没有从中发现水的痕迹，一度人们对月壤是否含水产生了误解。

其实，月壤月岩并非完全不含水，只是含量极其微小，形式也和正常的水分子不一样，当时的技术并没检测出来。到了1978年，苏联无人采样返回任务也带回月球样品，科学家在其中发现了极微量水，并没有引起世界重视。

直到1994年，美国“克莱门汀”探测器在月球两极探测到了水冰信号，人们才意识到月壤可能并非不含水。在对阿波罗登月样品重新检测后，确实发现了很少量的水。但这些水是以羟基形式存在，并不是真正的水分子。难道月壤中真的没有水存在吗？

中国的嫦娥五号打破了这一概念，它带回1731克月壤，中国科学家对其研究后得出颠覆性结论：月壤中确实含有以水分子形式存在的水。中国的科研团队在嫦娥五号月球样品中，发现了一种富含水分子和铵的未知矿物晶体ULM-1，分子式中存在6个结晶水分子，含水量高达41%，完全推翻了阿波罗登月样品的结论。

据月球矿物光谱仪分析，如把羟基水和分子水都算上，1吨月壤中约含120克水。1瓶饮用矿泉水量是500克，如要在月球上生产出1瓶饮用水，理论上需要提取4吨多的月壤，成本过于高昂，不切实际。

但中国科学家公布的月球制水新方法，恰恰打破了这个思维定式，“从无到有”的利用月壤造出了大量的水。1吨月壤竟能生产出50多公斤水，足够装100多瓶，而且是真正的“月球矿泉水”！这到底是如何实现的呢？关键就在于月壤特殊的成分，隐藏着水的奥秘。

月球上既没空气也没强大的磁场，太阳发出太阳风粒子可毫无阻碍地到达月球表面，轰击月面的物质。太阳风主要粒子是质子，也就是氢原子核。这些质子打进月球表面物质内部后，就变成氢元素。而在月壤中还存在很多矿物，常见的就是钛铁矿，含有大量的铁氧化物。

您可能看出一些端倪：水分子由一个氢原子和两个氧原子构成，月壤中有现成的氢原子，也存在大量氧原子，只要能让它们结合，不就变成水了吗？这是个极有创新的想法!而中国科学家不仅想到了，而且做到了！他们是如何实现让月壤的氢和氧结合成水的？

办法很简单，那就是加热。将月壤加热到高温，氢原子与铁氧化物发生反应，生成铁金属和大量的水。温度升高到1000℃，月壤熔化，水以水蒸气释放，将水蒸气凝结可得到液态水。科研人员发现这个现象是挺偶然的，对月壤加热想研究氦气释放，不料却发现满屏的气泡，通过电子能量损失谱确认气泡就是水蒸气。用这种方式最多能得到多少水呢？

实验结果，1克月壤用可获得51~76毫克水，1吨月壤可生产51~76千克水，就是100多瓶矿泉水了，可满足50个人一天饮用。月壤在月球遍地都是，取之不尽用之不竭，可生产出大量的水！这时，有个关键问题：把月壤加热到1000℃需要大量能量，能源在哪里？

月球上没有煤也没天然气，依赖从地球上带过去的燃料得不偿失。因此，必须从月球获得能量。而这个热源就是太阳能，月球最易获得的能量来源。人类发射的月球探测器，都采用太阳能电池板发电，我国嫦娥三、四、五、六号及玉兔一号、二号都是如此。月球的白天长度达14天，完全有足够能量来加工。

如用太阳能电池板发电后再来加热就太复杂，效率非常低。中国科学家想到直接聚光，通过凹面镜或菲涅尔透镜，将太阳光聚焦到反应器，把月壤加热到熔融状态，产生水蒸气。水蒸气冷凝后储存在水箱，用来饮用或培育植物，也可电解生产氢氧燃料。

这个反应不止产生了水，还生成两种有用东西：金属铁和陶瓷玻璃。铁的用途太广泛，可做磁铁，也可做成钢材，建造基地或太空船。而陶瓷玻璃也不会浪费，可做成砖在月球上盖房。这样可节省大量材料，便于建大型的月球城市，真可谓是一举三得！

(改写编辑：未平) 

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