嫦娥六号快回来了,最受关注的,还是月球上众多的矿产资源。

吉林大学的研究人员通过对钻采岩屑月壤进行分析,第一次在月壤中发现了少层石墨烯。月壤中的天然少层石墨烯,结晶质量比较高,科学家进一步分析还发现,其中含有的铁化合物,跟石墨烯的形成有着必然关系。

这些少层石墨烯又能给我们带来什么?除此之外,在月球上还有什么其他矿产资源引人瞩目?

最新发现的少层石墨烯

科学家给出的结论是,早期月球上的火山喷发,连同强烈的太阳风,共同作用使其形成。

最新的发现,能帮助科学家去了解月球的地质活动和演变历史,也有利于认识月球目前的环境特点。

除了吉林大学,中国科学院金属研究院也参与了此次研究,相关成果近期已发表在了知名的国际刊物上了。

其实,自从嫦娥五号带回来1731克月壤,我国的科学家还进行了其他研究。

70多项研究成果

截止到目前,上一批月壤已经分发给了国内131个科研机构或团队,具体分发的数量为85.48克。

千万别小看这点土,依靠它国内已经有70多项研究成果出笼,发表的论文有105篇。具体有哪些成果呢?咱们举例来看。

在此前带回来的月壤中,科学家发现了一种全新的矿物质,这种物质地球上没有,月球上此前科学家也未发现。

由于是被我国率先发现的,根据谁先发现谁命名的原则,这种新的矿物质被正式命名为嫦娥石。

再比如,科学家通过对月壤的分析,还推翻了过去一项定论。嫦娥五号之前着陆的地区,是月球上的玄武岩单元之一。

长期以来,科学家认为月球上这种区域的年龄在10亿年到30亿年之间。而这一年龄只是一个大致的推算,并且科学家对具体的年份还有分歧。

我国科学家通过对月壤进行分析后,明确了该区域内的玄武岩形成于20亿年前。随着这一时间线被明确,月球早期火山喷发结束的时间也被明确。

与过去科学家的分析相比,进一步明确的火山活动结束的时间,至少往后推迟了8亿年。

对月球的研究,就像在玩拼图游戏,而我国从月球上带回来的月壤样本,则是最直观的实物。通过分析和研究,以往的很多结论自然就能得到修正。

通过研究样本科学家还发现,月球上的特定区域,其实存在丰富的可利用的水资源。

像中纬度区域,表层颗粒层中的水,是由太阳风注入的。而在月球的高纬度区域,可利用的水资源则更多。

根据科学家的测算估计,每吨月壤中,含有的水分能达到170克。这就意味着,月球并非人们想象中的不毛之地。

除了上述的研究和发现,月球上最关键的,或者说地球人类最想要的矿物质,便是月壤中的氦-3了。

最关键的氦-3该如何开采

氦-3在科学家的眼里是一种未来能源,它会随着核聚变技术的提升而提升。我国通过对月壤的研究,已经掌握了氦-3开采的一些基础理论。

像萃取提炼氦-3的最佳温度参数,我国科学家已经掌握并确立,这一参数很关键,能据此估算出月球上氦-3的总量,对未来氦-3的勘探和开发能提供强有力的支撑。

目前在这一领域进行研究的,是国内的宁波材料所,另外钱学森空间技术实验室也共同参与了研究。

科学家发现,月球上钛铁矿表层的非晶玻璃,对于氦-3的开采至关重要。通过分析月壤中的钛铁矿,科学家得出了系统的结论和方法。

氦在钛铁矿中具有高溶解度的特性,科学家分析后认为,借助于太阳风,氦原子进入钛铁矿表层的晶格中,然后继续在表层扩散,氦就会释放出来。

钛铁矿的表层具有原子无序堆积结构,利用这一特性,便能在常温的状态下,提取出是气泡形式储存的氦-3。

这一发现,可是实实在在奔着如何提取去的,对于未来的开采,将会是很大的帮助。

地球上的氦-3数量稀少,月球上的储量则很丰富。100万吨的氦-3,能维持地球1万年能源需求和运转(在核聚变技术的前提下)。

可以预见的是,未来对氦-3的争夺将会越来越剧烈,多年来美国更是这一领域的急先锋。

美国的开采计划一直很激进

最近几年,随着我国探月步伐加快,NASA对我国的指责也越来越频繁,因为美国人觉得,我们的技术进步了,会对他们的月球开发构成威胁。而美国始终都认为,月球似乎是可以让他一家独霸。

围绕月球以及月球上的矿产资源,最早是由马耳他人,在联合国提出了全世界共有的设想。在这一基础上,随后阿根廷又向联合国提交了一份《月球协定》草案。

就这样在上世纪70年代,由联合国推动并出台了《月球协定》条约。美国人虽然全程参与了草案的制定和讨论,但是却不批准该条约。

美国内的相关利益集团,从不认可月球以及上面的矿产资源是全世界共有的,这些利益集团多年来不断游说美国国会,以致该条约难以在美国通过。

在利益集团看来,美国一旦接受了条约,太空资源开采和技术投资便会受到干扰。这些利益集团多年来一直在推动,对月球乃至太空进行商业利用,并展开商业性的竞争。

正是在利益的趋势下,他们又不断说动美国政府,让国家出台有利于自身的政策法规。这一趋势,也使得越来越多的私人投资进入了该领域。

比如大导演詹姆斯·卡梅隆,就投资创办了行星资源公司,打算从近地小行星上开采矿产和提取水资源。

另外的深空工业、月球快车等公司,围绕外太空和月球,也有各自的勘探计划。至于马斯克和他的公司,更是野心勃勃的想殖民火星。

奥巴马政府时期,白宫就出台了一系列围绕行星商业利用的法案。特朗普上台后,也出台过一系列类似的政策。

特朗普政府认为,商业活动势必在未来要延伸到太空,外部的一切资源开采和获取,美国人都应该参与,并且有权获取。所以从美国人的逻辑来看,外太空似乎就是他一家的,别的国家没有技术,自然就无权分享乃至干涉。

现如今的拜登政府,美国人又重新盯上了月球。几十年前美国曾有过大规模的探月活动,后来探索月球陷入低潮甚至停滞。而拜登又重开了计划,之前甚至一度宣称,要在今年就要把宇航员送到月球。

显然,美国人被啪啪打脸了,虽然目标没能如期推进,但美国的野心和胃口都很大。

美国要在月球建立长期性的基地并开采利用月球资源,而且,美国人还宣称要在月球上设立所谓的安全区,不允许敌对国家对他们的活动进行干扰。

野心确实很大,可就目前的情况来看,实质性进展几乎没有,所有的开采设想都还停留在理论层面。

去月球采矿有多难

不管美国人的探月计划,是否是跟我国竞争,就现在的实际情况看,真要开采,还要解决以下很多问题。

首先,要在月球采矿,需要面对月球表面的恶劣环境。

月球重力小,昼夜温差太大,特殊的环境会对人类的开采设备构成威胁。而且,月球表面还布满了像锋利刀片般的尘埃。

这种细小的颗粒物不但会损坏开采设备,还会对宇航员的身体带来损伤。人类的呼吸系统乃至神经系统,经受不住月尘的侵袭。

月球上没有大气层,来自外太空的陨石会直接撞击月球表面,这对人类的探索活动来说也是严重威胁。

而且,月球上月震也很频繁,每年至少能发生500次,并且单次月震的强度能达到6级,持续时间可达到10分钟左右。

如此恶劣的环境,人类的开采设备以及技术,一定要高度先进才能有效抵御。科幻电影中,外星文明的飞船等设备都会有能量罩,未来人类能否发展出这样的技术,将会是抵御外太空恶劣环境的关键。

其次,月球上采矿的成本太高。按照目前的技术、开采和运输方式,月球采矿每公斤光是运输成本,就要高达90000美元。

这就意味着,未来即便能够上月球采矿,燃料的供给、设备的维修以及其他方面,都要在月球上就地解决,否则光是往返运输成本就耗不起。

而且,设备的智能化和无人化计划,也要达到更高的程度,才能流畅而成熟的在月球上展开工作。

所以,就目前的人类技术来看,还远远达不到这样的程度。

结语:未来还要做些什么

目前,月球蔡康的理论研究和技术体系都是刚起步,要实现从理论到应用的跨越,所有技术需要先在地球上进行模拟验证。

而哪怕只是在地球上模拟,要模拟制造出类似于月球表面的环境,技术难度也同样很大。

围绕这一点,中国矿业大学此前已经研发出了两套相关的设备,主要就是用来模拟月球表面环境的。

说的直白一点,目前不要说去月球采矿,就连在地球上的模拟设备都还没有。所以对月球的探索和开采活动,心态上应该放持久一些。这是一项浩大的工程,一朝一夕完不成,也不可能在我们这一代完成。

反过来说,美国人虽然出台了大量的政策,同样也没有实质性进展。未来,我国和美国在太空领域的竞争,都是围绕前期的准备而展开的。

其他国家也会参与到这一进程中,可以预见的是,整个探索活动势必将更加白热化。

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