科学新知|六个问题:“月壤可以造水”?我们的研究团队有了新的发现
最新发现的嫦娥五号月壤——月壤能造水。
一个问题,一吨月壤能产生多少水?
经过三年的深入研究和反复验证,中国科学院科研团队提出了一种全新的月壤生产水方法。这样一吨月壤就能产生51-76公斤左右的水,有望为未来月球科研站和空间站的建设提供重要的设计依据。月壤造水是月球检测探索的新世界,为未来月球综合利用提供了新的思路。
研究人员的研究表明,月壤矿物储存了大量的氢,因为它们有几亿年的太阳风。加热到高温后,氢与矿物中的铁氧化物发生氧化还原反应,产生单质铁和大量水。当温度上升到1000摄氏度以上时,月壤会融化,反应产生的水会通过水蒸气释放出来。
问题二,一吨月壤产水能满足多少人饮用?
水是建设月球研究站和未来月球星际旅行和保障我们人类生存的关键资源。探索水源是月球检测的重要任务之一。有多少人可以喝每吨月壤产生的水?
经过各种实验技术的分析,科学家们决定,利用这种全新的制水方法,一克月壤大约能产生51-76mg的水。根据这一计算,一吨月壤可产生约51-76公斤的水。这相当于100多瓶500毫升的瓶装水,基本上可以满足50人一天的饮用水量。
三是月壤造水新方法的优点是什么?
月壤只能通过加热来产生水,但是月球上的加热能从哪里来呢?需要从地球上运输吗?新的月壤造水方法有什么优势?
专家指出,这种利用月壤原点制备水的方法所使用的能量不需要从地球上运送,而是可以通过太阳能满足要求。整个过程只产生铁、水和一些氧化物,简单可行,干净环保。
据中国科学院物理研究所研究员白海洋介绍,氢和氧化亚铁和三氧化二铁的固体反应所需的最低温度约为500摄氏度,聚集在聚光镜中的光能可以完全达到这个温度。如果需要更高的温度,可以实现太阳光的聚光镜。因此,我们的方法为外太空人类未来的生活活动提供了切实可行的方法。
四个问题,如何有效地在月球上获得更多的水?
水可以通过加热月壤获得。那么,如何更有效地获得更多的水呢?科学家说氢原子是关键。对此,研究小组进一步研究了月壤中不同矿物的差异,并获得了新的发现。
中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员王军强介绍,水是两个氢原子和一个氧原子。月壤中的各种矿物都是氧化物。因此,如果你想得到水,氧气已经存在,那么你必须得到氢气。
据专家介绍,嫦娥五号月壤样品主要包括钛铁矿、斜长石、橄榄石、辉石和月壤玻璃五种矿物。研究小组对这五种矿物进行了逐一测试和分析,发现钛铁矿物含氢量最高。电子显微镜下的原点加热试验也证明,月壤钛铁矿加热将同时产生大量单质铁和水蒸气泡,可以说是公认的月球储水池。
据中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员王军强介绍,(钛铁矿)有亚纳米孔,就像海绵一样,可以吸收大量的氢原子,并将其聚集在一起,从而产生更多的水,提高开采效率。
五个问题,什么时候才能真正实现月球造水?
通过实验,科学家们已经掌握了利用月壤原点制备水的方法,那么,什么时候才能真正在月球上生产水呢?
据中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员王军强介绍,嫦娥八号最早可能发射到月球,应该是在2030年之前。到时候,我们可能会发射一个验证研究设备,在月球上做一些实验。
专家指出,目前,研究团队正在设计和开发验证方案和设备。如果我们能在月球上成功准备大量的水,将为我们未来的月球和深空探索活动提供各种支持。
六个问题,加温月壤,还有什么“宝藏”可以得到?
这次公布的月壤研究成果,除了发现加热月壤可以造水外,还有哪些宝藏收获?
据中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员王军强介绍,基本上有凹面镜或菲涅尔镜片,可以将太阳光聚焦在一起,加热月壤到1500度左右,熔化,产生大量水蒸气。我们收集水蒸气后,我们可以制作饮用水。同时,水可以通过电解获得氧气和氢气,氧气是呼吸所必需的,这样人类就可以生存。
另外,氢也是一种能源,可以用来燃烧或发电燃料电池。
此外,加热月壤产生铁、瓷器和玻璃。铁可以用作建筑材料和磁性材料。由于磁性材料是电力、电力和电子领域的必需材料,建筑材料中的陶瓷和钢材也是必需的,所以我们可以在月球上建造一些建筑。
题目:“科学新知识”|六个问题:“月壤能造水”?我们的研究团队有了新的发现
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