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【在月球乃至更远的小行星上采矿,距离现实还有多远?】中国国家航天局、国家原子能机构近日联合发布嫦娥五号的最新科学成果:中核集团核工业北京地质研究院在月球样品研究中发现新矿物,并将其命名为“嫦娥石”,同时还获得了嫦娥五号月壤中未来聚变能源资源——氦-3的含量和提取参数,为我国后续月球氦-3资源的遥感预测和资源总量估算,以及氦-3资源未来开发和经济评价提供了基础科学数据。这些消息不由得让人产生联想:在月球乃至更远的小行星上采矿,距离现实还有多远?

如何从月球开采“无尽的能源”

美国“太空”网站在介绍为何美国国家航空航天局(NASA)要急着“重返月球”时,特意提到了月球资源的商业开采前景,其中最受关注的当属月球上储量丰富的氦-3资源。

据介绍,可控核聚变具有能量密度大、清洁、燃料丰富、安全性高等突出优点,被认为是人类的终极能源,而氦-3能提供“最清洁的可控核聚变能源”。它作为可控核聚变的燃料之一,产生的能量是铀-235核裂变反应的12.5倍。更重要的是,与氘、氚等核聚变燃料不同,氦-3在聚变反应中不会产生中子二次辐射危险,更加清洁和可控。100吨氦-3核聚变产生的能量即可供应全球使用1年。另外,氦-3是获得极低温环境的关键制冷剂,是超导、量子计算等前沿研究领域的必需物质。

业内专家告诉《环球时报》记者,地球上氦元素主要是氦-4,氦-3储量只有0.5吨左右。但在地球上稀缺的氦-3,在月球上却是储量惊人。专家介绍说,月球上的氦-3主要来自太阳风的辐照。作为太阳核聚变的产物,携带氦-3的太阳风持续向宇宙空间喷发。当太阳风吹到月球时,由于月球没有大气和磁场,它就如同一个超级收集器,将氦-3存储在月球表面的月壤里。科学家估计,在月球形成的数十亿年间,可能遭到多达数亿吨氦-3粒子的撞击,其中相当部分被保存在月壤中。而地球的大气层和磁场虽然保护了生命的演化,但同时也将携带氦-3的太阳风阻挡在外,这也是地球上氦-3稀缺的主要原因。

美国“阿波罗”计划和苏联“月球”系列探测器取回的月球样本也都证明,氦-3在月球表面的含量远高于地壳含量,预计在月壤中的氦-3总量在65万-322万吨左右。这意味着从月球获得的氦-3足以满足地球上万年的能源需求。因此在近年的月球商业开发热潮中,不少企业都提出了从月球上提取氦-3的设想。美国“国会山”网站称,一家美国核能公司此前已经就开采月球氦-3资源签署了一份意向性协议,其中设想利用特种月球车收集月球表层的月壤,将它们运送到处理室中分离出氦-3并储存起来,等待运载火箭将其送回地球。据称,在月球收集氦-3的相关设备已经在地面进行了实际测试。

但英国伦敦大学的伊恩·克劳福德教授对于从月球提取氦-3的经济可行性提出质疑。他表示,由于氦-3在月壤中没有形成类似地球矿脉那样的富集区域,因此想要分离足够的氦-3就必须处理海量的月壤,这意味着需要相当庞大的处理设施。相关研究报告显示,如果要达到每年从月球收集100吨氦-3的能力,考虑到月壤的氦-3含量非常少(虽然相比地球含量已经很高了),需要上千辆专用矿车才能满足需求。再加上庞大的处理设备以及往返地月的太空运载工具,前期投入可能高达上万亿美元。

克劳福德还提到,当前对于月球氦-3储量的估算主要都是基于美国和苏联从月球低纬度地区带回的样本。但氦-3在月球上是否可能存在分布不均的情况?这还需要未来进一步对于月球南北极地区样本的考察。

专家介绍说,中国对嫦娥五号探测器获得的月球样本的最新研究成果,有助于推进月球氦-3的开采。此前的研究认为,想要从月壤中分离氦-3,必须提供700摄氏度以上的高温环境,这样不但耗能较高,而且速度慢,不利于在月球上原位开采。而中国科学院宁波材料技术与工程研究所、航天五院钱学森实验室、中国科学院物理研究所和南京大学等联合团队发现,月壤中钛铁矿颗粒表面存在一层非晶玻璃,它具有极高的稳定性,在月球上捕获并保存了丰富的氦-3资源。因此通过机械破碎法,可在常温下提取以气泡形式储存在钛铁矿颗粒中的氦-3,而不需加热至高温。而且钛铁矿具有弱磁性,可通过磁筛选与其他月壤颗粒分开,便于在月球上原位开采。根据月球钛铁矿总量估算,以气泡形式储藏的氦-3总量或高达26万吨,如果全部用于核聚变,可以满足全球2600年的能源需求。这些结果不但为月球上氦-3的富集机理提供了新的见解,也为未来月球氦-3的原位开采利用奠定了理论基础,对探寻月球资源的有效利用路径具有重要意义。

月球还有哪些矿产值得开采

除了氦-3之外,月球上还有大量矿产存在开采价值。其中备受关注的就是稀土元素和放射性元素。众所周知,稀土元素具有独特的磁性或催化性能,是电子器件中的关键成分,也在导弹、智能武器、导航仪、喷气发动机等军事高新技术领域有重要应用价值。但这些稀土元素的开采难度大、成本高,而且在地球上的分布很不均匀。

英国广播公司网站称,月球上的稀土元素和放射性元素广泛存在于克里普岩中。据介绍,月球形成之初,曾被深达数百公里的岩浆洋覆盖。随着温度降低,岩浆开始固化,形成岩石。当岩浆洋结晶程度达到约98%时,不相容元素(不喜欢进入固体,而喜欢进入熔体的元素)在残余熔体中高度浓缩,最终在月壳和月幔之间形成克里普岩夹层,它因富含钾、稀土元素和磷而得名。据估算,月球克里普岩中蕴藏的稀土元素、钍、铀的资源量分别约为6.7亿吨、8.4亿吨和3.6亿吨。

报道还提到,在地球上提炼稀土元素可能会对环境造成严重污染。“考虑到这点,月球是个最佳替代选择。它可能是个价值数万亿英镑的巨大市场”。

考虑到传统开采稀土元素的方法并不适用于月球或太空环境,科学家们正在寻求新概念的开采方法,其中就包括利用微生物的“生物采矿”。英国《自然·通讯》杂志称,英国科学家评估了国际空间站上3种细菌在微重力、模拟火星重力和地球重力三种条件下的生物采矿潜力,并测量了这些细菌的提取效率——从玄武岩(类似于月球和火星表面的大部分物质)浸出的14种不同稀土元素的含量。其中一种名为鞘氨醇单胞菌的微生物在三种重力条件下都能让玄武岩浸出稀土元素,而且该细菌的浸出率在三种重力条件下都差不多,玄武岩中含量最丰富的稀土元素的浸出率最高。

此外,月球的其他矿产资源也极为丰富,地球上最常见的17种元素,在月球上比比皆是。以铁为例,仅月面表层5厘米厚的砂土中就含有上亿吨铁,而整个月球表面平均有10米厚的砂土。月球表层的铁不仅异常丰富,而且便于开采和冶炼。例如,月球上的铁主要是氧化铁,只要把氧和铁分开就行;此外,科学家已研究出利用月球土壤和岩石制造水泥和玻璃的办法。在月球表层,铝的含量也十分丰富。

值得注意的是,在月球开采的矿产资源并不一定要全部运回地球。伴随着人类走向太空,不可能所有建筑材料都要由地球提供。月球丰富的矿产储备和低重力环境,让它可以为建造月球基地乃至太空设施提供大量关键原料。

开采小行星是否可行?

相比于“月球开矿”,在距离人类更远的小行星上进行资源采集听上去似乎更不可行。但科学家们却认为,从技术上讲,这并非没有可能。

根据NASA方面的统计,已经发现上万颗近地小行星,在木星和火星轨道之间还有一个由数百万大小不一的岩石组成的小行星带。它们大都是在太阳系形成时留下的残余,除了科研价值外,其中部分小行星还蕴含着丰富的资源,比如纯度较高的铁和铂等金属原料。

相比于在月球或火星上开矿,小行星上几乎没有重力,可以轻易运走大块材料,可行性更高。因此“小行星开矿”也赢得了各国的高度关注。2015年11月,美国时任总统奥巴马签署《美国商业太空发射竞争法案》,其中允许具备必要技术登陆小行星的个人或企业占有行星以及其他太空资源。2016年,卢森堡政府成为第一个明确表现出对小行星矿业生意具有浓厚兴趣的欧洲国家。

据介绍,“小行星开矿”的第一步是利用专业设备确认目标小行星的矿产种类和开采前景。美国私营企业“行星资源”公司正在借助卫星搜寻最适合开发的小行星。而NASA计划明年启动Psyche小行星探测任务。这颗编号“16 Psyche”的小行星可能是太阳系形成早期一颗未能成形的小型行星的裸露金属核,直径达140英里,主要由铁、镍和稀有金属构成。之前曾有媒体估算,如果将这颗小行星上的所有金属运回地球,其价值总额将是一个天文数字。

据称,在技术方案选择方面,采矿机器设备可采用太阳能供电,能减少从地球运往小行星所需燃料;在开采过程中,所有飞船和设备须紧紧固定在小行星上,以防因失重而飘走迷失于太空。

“行星资源”公司总裁兼首席工程师克里斯·列维奇表示,开采小行星并不神秘,“我们只是在重复历史上已经做过的事情,就如同殖民者登上北美大陆,利用当地资源发展和壮大。”他表示,考虑到摆脱地球引力需要耗费大量燃料,“无论前往太阳系的任何地方,只要登上地球轨道,路程就走了一半。”因此尽力利用小行星上的资源是最为经济可行的办法。例如小行星上拥有丰富的水、铁、镍和钴等资源。“使用3D打印等技术,可从小行星获取材料,然后制造出各种东西。这样就再也不用从地球用火箭运送工具、机械甚至驻地材料,从而进一步降低太空探索的成本。”但他同时承认,小行星开发还存在技术和法律问题,有待进一步解决。

#凤凰网旅游极致之旅#【#后备箱集市#走红后 ,#Z世代# 又解锁新玩法】有这样一群人,他们把车停靠在广场空地上,打上标语和氛围灯,撑开后备箱,从里面“变”出咖啡、饮料、冰粉等;也有人抱着吉他,架起话筒,一展歌喉……这就是当下流行的一种“后备箱集市”。不仅如此,年轻一代对于外出旅游还解锁了更多新玩法,你心目中最受Z世代欢迎的旅游方式是什么?如果可以旅游,你又会选择哪种方式呢?
1⃣️后备箱集市:年轻人的城市烟火气
“后备箱集市”是在汽车的后备箱中摆摊。作为“地摊经济”的车载版、升级版,后备箱集市开始引发关注。在上海、南京、重庆等地出现了形成规模的后备箱市集,后备箱市集不再以小众活动形式存在。天色微暗时,上百辆私家车就整齐排列成数行,打开形色各异的后备箱,挂上帆布摊位招牌,支起折叠桌椅,“后备箱市集”便开集了。原创手工、进口零食、气球鲜花、丑萌帽子等年轻人正流行的潮流单品、实用生活好物,每一个后备箱都是一个小世界。对于来赶集的年轻人来说,售卖商品赚不赚钱不重要,重要的是快乐的生活方式和丰富的社交体验。
2⃣️沙漠星空:太空中的诗和远方
随着城市进程的加快,在城市中已经很难看到星星,一部分年轻人想通过寻找星星来寻找内心的乌托邦,完成一次跟以往传统旅游不同的新奇体验,其中“沙漠+观星赏月”这对新的组合,是当下年轻人的寻求诗与远方的新方式。距离青海600多公里的宁夏,凭借“春看狮子座、夏观银河、秋可仙女座、冬追猎户座”,成为“追星族”喜爱的打卡圣地之一。大数据显示,宁夏沙坡头的“沙漠露营+赏月”是中秋小长假最受年轻人关注的赏月体验之一。
在宁夏沙漠中藏着一颗“星星”——中卫沙漠星星酒店,早上出门可以领略大漠孤烟、长河落日,晚上可以露营在沙漠里,看着夜空里闪烁的星星,感到震撼又美丽。这所星星酒店还配备了星空餐厅、露天酒吧、星光泳池等场地,开展了沙漠瑜伽、DIY星星原木板画、星空讲座、星野摄影教学等活动,让人陷入在沙漠落日和璀璨星河的绝美梦境中。
3⃣️桨板:走在水面上的江湖隐士
在海南、福建、浙江等地,桨板运动已有十余年的发展历史。桨板入门简单迅速,不像冲浪等运动需要长时间的训练,只需一块板子,一只桨,就可以在江河湖海上荡漾。脚下踩着窄窄的板子,手里握着桨杆,随着微微的水波摆动,似有一种“孤舟蓑笠翁”的冷酷。参与桨板运动的人群多是年轻人,但也可以是小孩和老人,甚至家里的宠物也可以一起游玩。桨板还可动可静,动的时候可以在江流上和朋友比拼速度与激情,静的时候可以全身心躺在甲板上,感受江流的跃动起伏。近年来,受疫情影响,桨板运动的门槛低、玩法多、易跨界等优势逐渐凸显,得到市场广泛认可,发展速度迅猛。通过选择不同板型,开创了桨板瑜伽、桨板钓鱼、攀爬桨板、冥想等新玩法,甚至跨界在桨板上玩起了高尔夫和飞盘,桨板呈现出包容性、新鲜感、年轻化等特点,吸引了大批年轻人乐在其中。
4⃣️赶海:做一天海边光着脚的孩子
今年夏天,热浪持续,赶海也成为年轻人火热追逐的项目。捉螃蟹、捡海螺、撬贻贝、捡海星、捉八爪鱼,还有一些叫不出名字的贝壳和海洋生物,寻找“猎物”的刺激与不确定性,以及“爆桶”时满满的收获感。赶海是海边景区的一大亮点,威海刘公岛、舟山东极岛、福州平潭岛、日照任家台、霞浦牛屿滩涂……这些地方都迎来了大批赶海的游客,感受海风吹来的气息,体验赶海的乐趣。景区根据自身特色,将赶海与音乐节、烧烤节、民俗表演、海洋动物表演、露营、民宿相结合,打造新玩法,正在成为年轻人的一种季节旅游新潮流。
5⃣️火星基地:在太空建设我们的家园
如果觉得地球上已经没有什么好玩的游玩地方,那不如体验火星生活和追逐星辰大海的航天旅行。也许我们目前无法真的去到太空旅行,但以航天旅行为主题的观光体验区,正在稳步升温。航天旅游的玩家更愿意独自行动,最期待在旅行中观摩火箭发射、探索未知空间、体验航天主题游戏馆等。
国内首家火星IP模拟生存体验空间火星1号基地,利用多重创新的方式,通过火星生存场景模拟、实体建筑仿制、科幻造景等真实还原航天员火星模拟生存环境。火星1号基地提出的“未来生活共创计划”概念,游客可以在线上完成与景区的互动,为日后线下打卡景区留下“伏笔”。此外,火星1号基地基础设施完备,跨界举办的专题活动、艺术展览的火星地穴空间,还有火星培育实验室等,都迎合了当下年轻人对新奇感、未来感、探险感的需求,填补了国内太空旅游市场的空白。除了火星1号基地,海南文昌航天发射场、四川西昌卫星发射中心、甘肃酒泉卫星发射中心、山西太原卫星发射中心等地都在探索航天旅行发展道路,打造更多航天旅行体验中心。
6⃣️禅修:疲惫心灵的加油站
在各大社交平台上,有大量关于禅修营报名和禅修体验等方面信息,人们开始从繁华的景区涌向静谧的寺庙。与其说这是一场旅行,倒不如说更像一次心灵的洗涤。一天的禅修从早上的钟声开始。禅堂传来打板声,这是早课打坐的信号。打坐前要先围着佛像跑香,活动筋骨,在听到一声木鱼声后止步,找到对应自己名字的木牌,盘腿坐下,一坐就是一小时。白天拿着笤帚去扫地,在佛堂齐诵经、抄经,听师夫布道解惑。晚间,捧着蜡烛在夜色中静走,围坐着大钟听108下撞钟声,在禅堂内品茶夜话。在禅修营师父的带领下,逐渐不再被外界的纷纷扰扰影响,开始观照内心那个真实的自己。龙泉寺、成都文殊院、五台山等地都开设了禅修体验营。
7⃣️陆冲:向着风的方向奔跑
陆地冲浪板运动简称陆冲,是滑板运动的种类之一,因其扭动前桥的设计模拟海上冲浪的感觉而得名。2022年,陆地冲浪同飞盘和腰旗橄榄球一起成为中国最火爆的运动。跟飞盘、露营一样,不少人玩陆冲也是冲着它有一定的社交属性。自由、潮流并带有社交属性,这项运动在武汉也是受到年轻群体的青睐,长江边上的白沙洲、杨泗港、江滩等处,更是成为热门陆冲之地。从玩家角度来说,玩飞盘的跟玩陆冲的,大抵是同一类人,他们通常身处一二线城市,对潮流文化抱有强烈好奇心,喜欢与人打交道,追求有品质的生活方式,且愿意为了兴趣花费更多时间与金钱。
8⃣️溯溪:逆水而上乐游山林间
“溯溪”是一项集登山、攀岩、露营、游泳、潜水、绳索操作、野外求生、等位运动等综合性技术的户外水上运动。年轻人在参与长线徒步时也不再“苦行”,反而会在行程中选择相对舒适的食宿环境,也愿意为更专业的装备买单。溯溪本就不是一件优游自在的事情,不同的地形危险程度不同,难度也不尽相同。近两年,不少自然景区因地制宜,设计了孩子们也能体验的较为平缓的溯溪路线,缩短了溯溪的路程,让体验式的溯溪运动成为亲子游的新选择。受高温影响,今年夏天,不少年轻人选择去九溪十八涧“溯溪“。沿着溪谷徒步,在清澈见底的溪流蹚水,搬运石块制作“石坝”,把水果饮料泡进溪水,当然也少不了拿着“滋水枪”捣乱,夏日的闷热烦躁通通消融殆尽。
数据显示,2022年热门的城市徒步线路前五名分别是杭州的九溪烟树徒步、福州的森林步道徒步、重庆的山城巷徒步、北京的京西古道徒步以及上海的黄浦江沿岸徒步。溯溪主要是以乡村以及城市周围地区为主,今年夏天火热的溯溪项目也带动了周围农家乐,一些地区将溯溪与露营基地配套结合,并提供适合的餐饮游乐项目,更加完善了溯溪体验。https://t.cn/A6Smsn7H


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