中秋探尋月壤之謎

毛主席在《水調(diào)歌頭·重上井岡山》詞中寫(xiě)道：可上九天攬?jiān)?，可下五洋捉鱉，談笑凱歌還。世上無(wú)難事，只要肯登攀。五十多年后，毛主席上九天攬?jiān)碌牡窃聣?mèng)正在被我們逐步實(shí)現(xiàn)。趁著中秋假期，我們聊聊關(guān)于月壤的故事、以及如何在月球上蓋房子。

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一、我國(guó)與月壤的前世今生

1、從1克到1731克 我國(guó)探月工程歷經(jīng)九九八十一難

1978年，美國(guó)送給中國(guó)一塊1克重的月球巖石樣品，國(guó)家決定將其一分為二——一半向公眾展出，一半用于科研。據(jù)中國(guó)月球探測(cè)工程首任首席科學(xué)家歐陽(yáng)自遠(yuǎn)回憶，樣品是一塊裝在有機(jī)玻璃內(nèi)的小石頭，“只有黃豆大小”。通過(guò)對(duì)這半克月壤4個(gè)多月的研究，歐陽(yáng)自遠(yuǎn)：“美國(guó)人說(shuō)只給了你這么一小點(diǎn)，你什么都知道了?！钡麅?nèi)心深處最大的夢(mèng)想還是能有一塊“中國(guó)自己采回來(lái)的月球樣品”。

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2020年12月17日凌晨，內(nèi)蒙古四子王旗，闖過(guò)月面著陸、自動(dòng)采樣、月面起飛、月軌交會(huì)對(duì)接、再入返回等多項(xiàng)技術(shù)難題后，歷經(jīng)“九九八十一難”的嫦娥五號(hào)返回器終于攜帶1731克月壤成功返回地面。

2、月球可滿足地球一萬(wàn)年的能源需求！

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為什么包括美國(guó)、中國(guó)等世界主要國(guó)家都在積極探測(cè)月球，這是因?yàn)槠渚薮蟮拈_(kāi)發(fā)價(jià)值。經(jīng)過(guò)各種探測(cè)分析，月球上面存在豐富的礦物質(zhì)資源，僅月海玄武巖中就含有可開(kāi)采鈦金屬至少有100萬(wàn)億噸。由于月球沒(méi)有大氣層，所以月球表面的月壤中有大量通過(guò)太陽(yáng)風(fēng)吹來(lái)的氦-3，這是一種安全、清潔又高效的核聚變發(fā)電燃料，用它進(jìn)行核聚變發(fā)電可提供便宜、無(wú)毒和無(wú)放射性的能源，被科學(xué)界稱作“完美能源”。目前據(jù)保守估計(jì)，月壤中有100萬(wàn)噸氦-3，用來(lái)發(fā)電可滿足地球一萬(wàn)年的能源需求。

二、想在月球居住，這些問(wèn)題必須要了解→

月亮是地球近鄰，世世代代人類都對(duì)去月亮上生活充滿好奇。月壤能種菜嗎？月壤里有水嗎？通過(guò)探月工程的發(fā)現(xiàn)，特別是對(duì)嫦娥五號(hào)帶回來(lái)的月壤研究，我們可以初步回答一些問(wèn)題——

1、月壤能種菜嗎？

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純粹的月壤不含任何有機(jī)養(yǎng)分，而且非常干燥，不能種菜。如果將來(lái)人們?nèi)ネ虑蛏暇幼?，?duì)其種植環(huán)境進(jìn)行相應(yīng)的改造，也許可能實(shí)現(xiàn)月球種菜的。

2、月壤中有水嗎？

月壤中水分極其微量，但的確存在。新的發(fā)現(xiàn)表明，在1噸月壤中平均含有6個(gè)礦泉水瓶的水分子可供提取使用。嫦娥五號(hào)著陸器采集的月球土壤將為評(píng)估其著陸區(qū)域月壤中水分子的含量提供直接的依據(jù)。

3、月壤中存在水分子這一發(fā)現(xiàn)對(duì)我們來(lái)說(shuō)有什么意義？

水是生命之源，以往的探測(cè)結(jié)果表明，月球上沒(méi)有我們想象中的液態(tài)水，它是以氣態(tài)水和固態(tài)水的形式存在的。這些水分子是怎么來(lái)的？是伴隨無(wú)數(shù)隕石送到了月球？還是別的原因？我們未來(lái)能否從中有效提取利用？這些問(wèn)題關(guān)乎著我們未來(lái)的星空之旅，解決人類在月球乃至更多星球上居住問(wèn)題的“急先鋒”。

4、嫦娥五號(hào)取回的月壤有什么特殊價(jià)值？

實(shí)際上，嫦娥五號(hào)取回的月壤已經(jīng)距今10億余年！研究它們有助于我們研究月球、地球乃至與宇宙起源。

5、利用月壤可以蓋房子嗎？

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答案是可以的。在月球上蓋房子主要有兩種方法。

第一種是從地球帶零件過(guò)去組裝。我們可以先在地面上制造完成多個(gè)不同功能的剛性艙，再通過(guò)運(yùn)載火箭送到月球表面，在月面軟著陸，然后像搭積木一樣連接到一起形成一個(gè)完整的生活區(qū)。這個(gè)方法與組裝國(guó)際空間站有點(diǎn)類似，打個(gè)比方就是我們分別建好客廳、廚房、衛(wèi)生間、臥室，把他們分別送到月球上再組裝成一整套房子。按目前的設(shè)想以這個(gè)方法組裝出的月球基地，可提供3至6名航天員駐留，滿足航天員的生活和工作需求。以后運(yùn)載火箭如果實(shí)現(xiàn)可重復(fù)使用，這樣運(yùn)送的成本也不至于不可接受。

第二種方法則是就地取材，與第一種自帶干糧的方式不同，我們可以開(kāi)采月面礦石、塵土作為原材料，然后通過(guò)一定的加工比如說(shuō)3D打印。把月巖、月壤變成我們可利用的建筑原料，再進(jìn)行建造。這種方式可大規(guī)模建造基地群，形成一個(gè)大型月面基地，可以為更多航天員、科研人員提供生活和工作的環(huán)境。

甚至，科學(xué)家設(shè)想利用月球表面以下的較長(zhǎng)、彎曲蜿蜒的通道——熔巖管，構(gòu)建一座安全的地下城市，既可以抵御小行星的撞擊，也能夠輕松控制內(nèi)部溫度。雖然科學(xué)家的設(shè)想只是基于預(yù)測(cè)，但在將來(lái)，月球上的城市可能會(huì)成為現(xiàn)實(shí)。

三、這些月壤的謠言，你聽(tīng)過(guò)嗎？

通過(guò)月壤的研究，也可以對(duì)一些網(wǎng)上的謠言進(jìn)行澄清：

1、月壤聞起來(lái)是火山的味道嗎？

據(jù)記載，國(guó)外宇航員說(shuō)月壤有一種燃燒的氣味，像濕壁爐灰，或者像煙花表演后的空氣。但返回地球后，科學(xué)家并沒(méi)有聞到樣本有什么味道。

2、月壤是黑色的嗎？

真實(shí)的月壤其實(shí)不是我們?cè)诘厍蛏嫌^測(cè)到的黑色。月壤放大來(lái)看其實(shí)是五彩斑斕的，還有彩色玻璃狀的物質(zhì)。

從1克到1731克，背后是一代代航天人奮斗的成果。對(duì)月壤的探測(cè)、研究是我們揭開(kāi)神秘宇宙面紗重要的步驟。未來(lái)，中國(guó)將向月球、火星乃至更遙遠(yuǎn)的深空邁進(jìn)，中國(guó)航天人將為人類和平利用太空提供中國(guó)方案。