月球表层里的氧,足够全球80亿人呼吸10万年( 二 )


月球表层里的氧,足够全球80亿人呼吸10万年
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来自英国格拉斯哥大学的ESA研究员亚历山大·默里塞(AlexandreMeurisse)和贝丝·洛马克斯在ESA材料和电气元件实验室内从模拟的月壤中制备氧气和金属单质 。
图片来源:ESA/A·科尼吉利(A.Conigili)
欧洲空间研究与技术中心使用一种被称为熔盐电解法的方法进行氧气提取 , 他们将模拟月壤放入金属篮中 , 将熔融的氯化钙盐作为电解质 , 加热至950°C 。 在这一温度下 , 模拟月壤仍保持固体状态 , 但通过它的电流会让氧气从模拟月壤中分解出来 , 穿过电解质盐迁移到阳极 。
电解的过程非常简单 , 但其中存在的一个问题是:它非常耗能 。 为了让这种反应可持续 , 它须要得到太阳能或其他月球上可用能源的支持 。
从月壤中提取氧气也需要大量的工业设备 。 首先 , 须要将固态金属氧化物化为液态 , 通过加热或将其与溶剂或电解质混合加热的方式 。 在地球上 , 我们拥有完成这项工作的技术和设备 , 但如果要把这个设备移到月球上 , 并产生足够的电力或能量来运行它 , 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公司SpaceApplicationsServices宣布正在建造3个实验反应堆 , 用于改进在月球上用电解法制备氧气的过程 。 他们希望到2025年能让他们的技术参与ESA的原位资源利用(in-situresourceutilisation , ISRU)任务 , 登上月球 。
月球能提供多少氧气?
那么 , 如果我们真能设法在月球上提取氧气 , 月球又能为我们提供多少氧气呢?事实证明:很多 。
忽略那些月球更深处硬质岩石材料中存在的氧 , 只考虑月球表面我们更容易获取的月壤时 , 科学家通过计算得到了一些估值 。
每立方米的月壤平均含有1.4吨矿物质 , 这其中包含了大约630千克的氧 。 NASA表示 , 人类每天须要呼吸大约800克氧气才能维持生存 。 那么 , 630千克的氧可以让一个人活上大约两年的时间 。
现在 , 让我们假设月壤的平均深度约为10米 , 并且我们能提取出其中所有的氧 。 这意味着 , 月球最表层的10米就能提供足够多的氧气 , 支撑地球上所有80亿人大约生存10万年的时间 。
月球表层里的氧,足够全球80亿人呼吸10万年
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月球基地中人类活动的艺术概念图 。
图片来源:ESA/P·卡里尔(P.Carril)
当然 , 这也取决于我们有效提取和利用氧气的方式 , 但无论如何 , 这个数字还是相当惊人的!
话说回来 , 即使月球上拥有可观的氧含量 , 我们在地球上生存繁衍得仍非常之好 , 我们应该尽一切努力保护这颗蓝色的星球 , 尤其是它的土壤 , 在我们什么也不做的情况下 , 它一直支撑着所有陆地生命的繁荣发展 。
参考来源:
[1]https://theconversation.com/the-moons-top-layer-alone-has-enough-oxygen-to-sustain-8-billion-people-for-100-000-years-170013
[2]https://www.esa.int/Enabling_Support/Space_Engineering_Technology/ESA_opens_oxygen_plant_making_air_out_of_moondust