【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。

库房货架供给优点在哪里呢
库房货架是一种架式结构,由立柱、横梁等结构拼装而成,在各行各业都有广泛运用。那么,库房货架供给优点在哪里呢?这里,江苏赛维亚货架小编就来简单的谈一谈。
1、将库房空间完成大化运用,进步仓储利用率和储存量,立体化结构感强;
2、合作机械设备一同作业,大批量货品的存取不再局限于人工和乱七八糟的摆放;
3、减少了货品之间的互相磕碰,避免了不必要的货品损伤,下降货品办理危险;
4、货品流通性,先进先出大大进步了货品进出的时间限制;
5、一切存入库房货架的货品都能够便利作业人员的计算和办理;
6、能够完成现代化企业低成本、低损耗、高功率的物流供给链的办理需求;
7、使货架中的货品便利施行防潮、防尘、防盗、防损坏等,进步存储货品的质量。

库房货架供给优势:
1、虽起步较晚,但积累了丰厚的职业经历,秉着安全、合理、经济的效劳理念,为客户供给完善的计划规划和产品。
2、在新产品开发方面有较强的实力,络绎车货架、自动化立体库技能等都得到了客户认可和运用。
3、价格优势,与同行同等标准产品比较,具有更好的性价比,赢来客户超高的回头率。
4、有全面的物流设备资源,能够为客户解决物流仓储设备方面的恣意需求,而且能够供给规划、出产、装置、售后等一站式效劳,使得公司获得项目的才干有更大的空间。收起 https://t.cn/R2WxpQa

[666]售价4999元起的华为Mate 50,打着是领势而上的名头,做出真旗舰机,来看看新机配置!

[微风]【性能】
鸿蒙操作系统3.0,有万能卡片,和个性桌面;
超级中转站和智感扫码,方便当代出行需求,还有多方位隐私安全保障;

北斗卫星消息,无地面网络信号时,依然可以通过畅连发送文字和位置信息;创新应急模式,多条位置可生成轨迹底图,清晰指引方向,安全感拉满;超空间储存压缩;

[微风]【影像】
超光变XMAGE影像,F1.4超大物理光圈;
首发物理光圈十档可调,专业人像,超级夜景,超级微距;

[微风]【外观】
中轴对称美学,巴黎饰钉设计理念,个性不凡,与众不同,超可靠昆仑玻璃,耐摔能力提升十倍;IP68防尘抗水;
6.7英寸大屏,观感清晰通透,画质出众,色彩精准,配合1440HzPWM调光,有效减少频闪;

#罗天辰[超话]##爱用物分享##手机##新生入学装备指南#


发布     👍 0 举报 写留言 🖊   
✋热门推荐
  • 那一个个温暖的生活画面和孩子一起重温第一次[心]#阳光信用[超话]##阳光信用##每日一善# 善良是一种修养,善待他人就是善待自己,要想得到别人的爱,首先要学会
  • 历史总是惊人的相似,被外族衰败过的下一朝,总懂得复兴汉族文化,这才是正统所在。#开学退网##周雨彤[超话]##王源[超话]##秦基周[超话]##韩孝周[超话]#
  • 去我小店看看吧,猫狗用品都有的】拍【全价成猫粮2kg高性价比之选】这个选项,就是这个价格啦,第二件半价 顽皮做宠物产品已经有22年了[吃惊],营养肉干类猫粮的
  • #每日一善[超话]##每日一善##阳光信用# 我们日行一善,并不是放下手中的一切事情,刻意地去做好事,而是带着善心,给需帮助的人做力所能及的事。我们日行一善,
  • 大千世界,南北西东,三寸舌六方台娱乐升平,纸扇轻摇谈天下,春花秋月冬雪风,留着残荷听雨声,冷眼看浮生若梦烟雨化飞龙啊,走过了三川六水大海大江啊,看惯了灯红酒绿世
  • 预估到手价最低【358.2】内含:(20ml小猪包+20ml肉丝带)蔻依最经典的两款香水,味道有独特的记忆点,粉色花朵包装,没有女孩子能拒绝颜值和香味都满级的香
  • 而高中学途之坎坷、书之无涯、学识之广袤不应使我们怯场,我们是春之主,青春之王,不应自诩佛系,甘居人下,所以,请以热情浇灌理想,以热情承载冀望,实践为笔,以担当为
  • 此时已过三点,若是独行,垭口下定会成为我的山中小宿之地,奈何加入团队多了份莫名的责任感,我的自我没了,几多人去,几多人归,那再好不过。 记忆将我拖拽回那个闷热
  • 一去数千里,何当还故处?”现在倘要搜集它们的一切落叶来,使它们一齐变绿,重还故枝,回复夏日的光景,即使仗了世间一切支配者的势力,尽了世间一切机械的效能,也是不可
  • !!
  • 不知道文章为什么没了看了内容,提到了风险,有很多先进思想!普通人看洗涤说明,看到是否手洗机洗,专业的机构他们可以看到很多内容,什么有的衣服PH可能有要求。
  • 你说我一个卖车车的,找你能有什么坏心思[吃瓜][吃瓜][吃瓜]有些律师盼你打官司,有些饭店盼你饿肚子!给公主庆生啦,祝我心尖尖上的女孩儿:╭♡╮╭♡╮╭♡╮╭♡
  • #劳斯莱斯##这才是老司机# 首先,君威GS的外观显得战斗感十足,雾灯区域延续了经典的“獠牙”状设计,中网采用了黑色的钢琴烤漆材质,并嵌有红色的GS标识,很特别
  • #影视剧中经典初见瞬间##今年你还会回家过年吗#流光慢人空淡相思咫尺天涯短蓦回首素月依旧红颜了却青丝断自是花谢凌霜寒昔人散昨日暂而今离恨风尘乱且贪欢韵华似水美眷
  • 本科生需挂导师二作中国期刊方阵双效期刊湖北省优秀期刊CNKI中国期刊全文数据库收录期刊中国核心期刊(遴选)数据库全文收录期刊《中文科技期刊数据库》(维普网)全文
  • 十二生肖的财位方向 ! 俗话说:“钱不是万能的”,但是没钱也是万万不能的。凡世上之人,熙熙攘攘;一为名来,二为利往。人可以唱高调,绝不可以跑调。毕竟没钱的日子不
  • 所有人都在说关于通话内容的事情,怎么就尾气一直纠结“打没打电话”呢?然而,永雄退却了战衣,也都归于平庸,和家人、朋友过着简单的生活,这才是人生。
  • 伊人入画山盈盈,十四亿腮还下泪!你辉映出公安战士的赤胆忠心,你集结起人民警察的英雄浩气。
  • 这个视频起码能肯定一件事,房间里有人,通过她和房间里面人员疑似争吵的行为推断,浴袍女子应该不是主动翻出窗外,化身阿汤哥,最大的可能应该是被逼无奈,铤而走险!人没
  • 她放出了之前的公开及粉见微博,我也会说到做到,为我发微博前考虑不周随意上了角色广场,以至于扩大了这件事的讨论度,对贵圈造成了一定的影响道歉。没什么想再说的了,我