附近的阴暗陨石坑两极可能隐藏着数不清的冰储量? 太空中极其宝贵的资源? 机器人和人类探险家触手可及。
这是一大收获一项新研究周一发表在美国国家科学院院刊。
研究人员从美国和印度的月球飞船上获取了数据,然后将其与计算机模拟的表面冰对这些机器人的外观进行了比较。
他们的模型检测到月球上数百个位置可能存在冰,这些位置非常接近或直接位于月球表面。
莱斯利·格奇密苏里科技大学地质和采矿工程师称,新数据复杂且具体? 虽然并不奇怪。
“这个想法已经存在了一段时间,”研究如何在太空中提取资源的格奇告诉《商业内幕》。 “但这项研究表明,‘是的,月球表面似乎确实存在水冰。’”
如果属实,这些地点可能是开采月球冰矿床的绝佳地点。
“需要知道表面是否有冰才能提取它,”安赫尔·阿布德-马德里科罗拉多矿业学院太空资源中心主任告诉《商业内幕》。
“这距离探索月球并展示其冰的可及性又近了一步。”
找到易于提取的月球冰沉积物不仅仅是为宇航员提供饮料。 水可以分裂成原子吗? 氢气和氧气? 它可以为火箭发动机提供燃料,为太空探索的新时代提供动力。
“从月球提取冰将是建设太空经济的第一步,”阿布德-马德里说。
有了从月球水中提取的充足燃料,亚马逊创始人杰夫·贝索斯也许可以实现他的愿景:将所有工业移出地球, 和他自己的人类在火星上建立永久殖民地。
但阿布德-马德里和格奇均未参与这项研究,他们表示,我们还没有准备好开始在月球上采矿,更不用说统治太阳系了。
绘制月球冰冷陷阱的地图
(美国国家科学院院刊)
月球北极(左)和南极(右)的月球陨石坑内的“冷阱”地图。 绿色和青色点表示地表或附近可能存在水冰的位置。
月亮 ? 一块没有空气、有 45 亿年历史的岩石? 如果你是地表水并且想停留一段时间,那是一个可怕的地方。
月球白天的温度可能会飙升到超过水的沸点,暴露在真空中的冰会在轻微的碰撞或温暖下升华(或直接变成气体)。
这个过程类似于干冰或冷冻二氧化碳暴露在地球上时慢慢消失的过程。 来自太阳的粒子“风”也会将月球表面的任何游离气体吹到太空中。
然而,几十年来,研究人员一直猜测月球上永久阴影的陨石坑中是否存在“冷阱”。 这些地区非常寒冷,以至于那里的水都结冰了,甚至可能会冻结经过的水蒸气? 就像在潮湿的日子里冷冻包装会吸引一层霜一样。
近几十年来,由于美国宇航局的月球勘测轨道飞行器(LRO)和印度的月船一号等绕月航天器,这些冷阱的想法得到了推动。
一颗名为月球陨石坑观测和传感卫星(LCROSS)的探测器甚至撞击了其中一个陨石坑,并抛起泥土来看看那里到底有什么。
“他们找到了水,他们发现了? 各种很酷的事情,而且比平常更多,”格奇说。
虽然该探测器没有查明距离地表水有多近,但新研究暗示,大约 3.5% 的月球冷阱可能有冰暴露在表面,可能是霜。 但目前仍无法估计预期冰沉积物的深度。
“当人们想到冰山一角时,他们认为下面的冰山要大得多。但这里的情况可能并非如此,”格奇说。 “它可能是冰山一角。但如果我们谈论霜,它可能是一座非常非常小的冰山。”
弄清楚那里有什么? 什么不是? 阿布德-马德里和格奇都说我们需要“基本事实”。
格奇说:“我们需要派出一个小型漫游者,最好是几个,并深入探索其中一些部分和永久阴影的区域。” “我们实际上需要去那里深入了解矿床的深度和范围。”
漫游车还可以评估冰的质量。 如果它是纯净的,那么提取起来可能相对容易。 但如果它与月球土壤(称为风化层)混合,采矿可能会更具挑战性。
如何开采月球
假设月球表面有足够的冰可供开采,那么开采它就不会那么简单。 只要撞上一些月球冰并将其暴露在太空真空中就可以使其以气体形式消失。
“挖掘冰块并将其运送到某个处理器可能不是最好的方法。你会失去很多冰块,”格奇说。 “没有人真正考虑过这一点,但他们应该这样做。”
六月份在科罗拉多矿业学院举行的一次会议上,几位研究人员开会讨论月球采矿方法。
阿布德-马德里讨论了使用三个太阳反射镜(基本上是巨型镜子)来提取月球表面的冰,而几乎不需要任何挖掘。
“你可以将能量转移到帐篷内的表面,”他说。 “它会撞击冰块并在帐篷内升华。”
从那里,张力的表面将充当冷阱,收集水蒸气,然后将其转移到加工厂。 加工厂将利用电力将水分解为氢气和氧气,分离气体并将其储存为液体。
阿布德-马德里说:“通过这样做,你将为可以在那里着陆的火箭准备好氢气和氧气。”
但他补充说,额外的燃料甚至可以储存在储罐中并提升到绕月轨道。
“你开始在太空中建造加油站。这确实开始减少你对从地球带来所有燃料的依赖,”他说。 “这确实是阻碍我们深空探索的原因。”
但没有矿藏是 100% 有保证的。 即使在地球上,人类开展高产且持久的采矿作业的记录也很差。 Gertsch 表示,对于每一个成功的前景,都会有 500 到 10,000 次失败。
“我们今天拥有不同的技术,可以利用更好的信息,”她说,并补充说,今天的先进电子设备比在马背上用镐进行勘探要好。 “但这仍然不容易。”
这距月球 239,000 英里,空间真空,以及高辐射水平只提高赌注。
许多研究人员将小行星或彗星视为采矿的另一种选择,但它们距离更远并且会四处移动。 那么阿布德-马德里说月球采矿更有意义吗? 如果有可用的水沉积物。
“月亮很近。它就在那里,”他说。 “你甚至可以通过远程控制来开采它。”
本文最初发表于商业内幕。
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