航天技术的发展 ,让人类涉足到全新的星球。月球作为地球的卫星,也是距离地球最近的星球,自然是人类探索宇宙的重要跳板。
世界各地的国家和组织,都计划在月球建造可以长期居住的月球基地,月球基地可以帮助人类脱离地球重力作用,从而进行很多低重力实验。未来月球基地还有可能作为火箭发射的主要场所,月球没有大气层,引力作用较小,火箭发射可以更加轻松。
但是在月球建造基地,首先需要考虑宇航员们的生活问题,氧气是人类生存的必需品,月球基地必须在月球完成氧气的生产、循环。
月球基地如何生产水和氧气?
月球作为一颗星球,表面确实存在非常稀薄的气体层,稀薄的气体并不能支持宇航员呼吸使用,而且绝大多数的氧气都混杂在月球表面的浮尘中,这让月球表面的氧气基本无法使用。
月球表面的氧气无法使用,科学家将目光转移到了月球的风化层,月球表面存在很多岩石和矿物,二氧化硅、氧化铝、氧化铁、氧化镁是月球矿物的主要成分,这些矿物都存在氧气分子。
想要从矿物中获得氧气,宇航员需要对矿物进行电解。在地球上,电解经常用于生产金属,其副产物就是氧气;但是在月球上,氧气才是主要产物,金属则是可以利用的副产物。
电解月球风化层的矿物,确实可以生产较多的氧气,但是电解的过程需要耗费大量的能源,而且部分电解过程需要将矿物融化成液体状态,这些能量对于荒芜的月球来说,是一个巨大的挑战。
在月球完成矿物的电解,单纯依靠太阳能很难实现,美国计划在月球进行核反应堆实验,未来将在月球建造核电站,从而为月球基地提供相对充足的能源。
根据科学家对月球风化层的勘探,每立方米的月球风化层,大约含有1.4吨可以电解的矿物质,可以产生630公斤氧气,而宇航员每天大约需要800克氧气,一立方米的月球风化层的电解工程,可以让一名宇航员生活2年时间。
月球水资源,也可以提供氧气:
月球不仅仅有矿石资源,还有丰富的水资源,月球的水资源已经得到了很多探测项目的证实,虽然月球没有液态水资源,但是固态水资源的含量非常充足,绝大多数的水资源都集中在极地以及大型陨石坑内。
月球拥有水资源,月球基地的可行性得到了巨大的提升,水的电解可以产生氢气和氧气,氢气可以作为能源,氧气可以供应宇航员使用。
月球风化层的厚度大约为10米,外加月球的水资源,如果宇航员从这些物质中提取氧气,总共的氧气含量足以支持80亿人呼吸10万年时间。
总结:
月球是一颗荒芜的星球,但是在月球的表面,存在富含氧气的矿物,月球的阴影处,存在丰富的固态水资源,这些都可以为宇航员提供充足的资源。
但是宇航员生活在月球,除了确保水资源和氧气供应,还需要考虑食物问题、能源问题、安全问题,因此月球基地的建造,还需要漫长的时间~
在地球上,人类的生存问题得到了完美的解决,但是人类想要改变另一颗星球,依旧充满挑战。在科学家尚未找到人类的新家园时,地球依旧是我们“唯一的家”!