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人類研製出能夠在月球上自給自足的氧水製造機器 僅重400公斤

月球是地球的衛星,並且是太陽系中第五大的衛星。因此月球也是人類未來邁向太空首要攻克的據點。

但是月球上的環境很複雜,晝夜溫差太大,有幾百度,沒有氧氣和水(特別是淡水), 還有就是月球上沒有大氣層,導致常遭隕石撞擊, 而且月球的引力很小, 最關鍵的是月球上缺少組成生命的必要元素。所以要去月球上居住是比較困難的,首先氧氣和水就是一大問題。

十幾年前,佛羅里達技術學院正在與英國的Titanium公司、劍橋大學和肯尼迪航天中心就NASA籌資的計划進行合作,該計劃旨在通過月球的風化層(覆蓋在岩石上的表土)製造氧氣。

這項名為「ILMENOX」的計劃第一階段預算共計180萬美元,英國的Titanium公司作為主承包商。第一階段初步可給予佛羅里達技術公司資金支持43萬美元。該研究的根本目的是利用FFC劍橋程序在月球上製造氧氣,該程序是使用電化學還原熔鹽電解質中的金屬氧化物,從而製造氧氣。液氧是至今火箭燃料的最大組成部分,佔總重量的85%。在月球上製造氧源可使火箭在去往太陽系任何廣闊角落途中添加燃料。就地為火箭推進劑製造氧源需要巨大的成本和物質儲備的支持。這對於實現持久、經濟上可以承受的無人太陽系及系外探測計劃至關重要。FFC程序將可在地球上製造出更低成本金屬和最特別的鈦。該技術應用於月球前景廣闊,原因在於從月球風化層中提取氧氣是具有潛力的。

據說這種「月球造氧機」可以從月球土壤中提取出氧氣,它是一個類似透鏡的結構,可以聚焦太陽光,使地面溫度加熱到2500攝氏度。在NASA最近的測試中,一個12英尺寬的圓碟將太陽光聚焦到了100克類似月球泥土的物質上,結果幾小時後,該物質的五分之一就被轉換成了氧氣。測試時,這一泥土物質被保存在真空環境中,從而可以幫助提取出氧氣。

然實踐高於理論,再多的理論沒有實踐都是放屁,這不,近來又有

一位航空工程師已經研發出一種太陽能反應器,能夠讓宇航員在月球上自己製造水和氧氣。這個系統能夠從月球土壤中提前水分,而且初次使用時只需要從地球帶來的氫氣進行啟動,幾個小時候氫氣就能夠實現循環利用。

氫氣比氧氣更輕,這意味著這樣一個系統能夠明顯縮減月球任務所要運輸的重量。這台設備現在已經完成了一個為期6個月的測試,根據研發人員稱,它能夠為多達8位宇航員提供足夠的氧氣和水。

太陽能熱發電領域專家Thorsten Denk對這個裝置探索了十年,他聲稱:「最初人們認為可以藉助日光爐獲得氧氣,後來又提出了太能光伏發裝置、核反應堆或者集中太陽輻射等方法。」

這台設備目前的重量為400公斤,但是Denk稱它的重量能夠進一步精簡。月球土壤與對球土壤不同,不會出現風乾,因為月球並不具備大氣層。因此土壤微粒都是古怪的形狀而且有著鋸齒狀的邊緣。在使用之前,需要先對土壤進行預處理來使其更光滑,然後通過篩選獲得合適的尺寸。這樣將保證太陽能反射器能夠安全的運行。

據Denk稱,該反應器能夠從月球土壤中分離出水,然後再進一步分解成氧氣和氫氣。而且他所建造的設備是全尺寸設備,預計能夠在月球上支持6-8人的生活所需。並且一小時能夠處理25公斤的土壤微粒。而且短短的一小時它就能夠製造700公斤水,而且在4個小時內它能夠產生2.5公斤的氧氣,這個過程都使用的是10 kW以下的電,而大多數電都將用於水分子的分解過程。

雖然Denk目前已經完成了第一階段獲取水的展示,但是第二階段將需要更多的資金。這個過程使用了發現於月球陰影區域的FeTiO3。這種材料可以通過月球機器人進行挖掘,而且帶到反應器前。我們只需要在反應器的初始運行階段用到地球帶來的氫氣。

不過該反應器的太陽能日光爐需要非常高的溫度,但是也不能太高以避免月球土壤出現燒結現象。化學反應從800攝氏度開始進行,但是在1050攝氏度就會出現燒結問題,因此目前該反應器的目標是把溫度控制在1000攝氏度以內。

殖民月球最大一個目標就是水,有了水,啥都好辦,期待未來月球成為第二個「人類家園」!


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