挖掘月球
如果你此刻被送往月球,你肯定会很快死去。这是因为火星上没有大气层,地表温度从炙热的130摄氏度(266华氏度)到刺骨的零下170摄氏度(零下274华氏度)不等。如果缺乏空气或可怕的高温或寒冷没有杀死你,那么微陨石的轰击或太阳辐射就会杀死你。大家都说,月球不是一个适宜居住的地方。
然而,如果人类要这样做探索月球而且,有一天在那里生活,我们可能需要学会如何应对这些具有挑战性的环境条件。我们需要栖息地空气、食物和能源,以及火箭返回地球的燃料可能还有其他目的地.这意味着我们需要资源来满足这些要求。我们可以把它们从地球上带回来——这是一个昂贵的提议——或者我们需要利用月球本身的资源。这就是“原地资源利用”的概念就地取材进来了。
利用月球材料的努力是为了在月球上建立临时甚至永久的人类定居点——这样做有很多好处。例如,月球基地或殖民地可以为前往更远目的地的任务提供宝贵的训练和准备,包括火星.开发和利用月球资源可能会导致大量创新和奇异的技术,这些技术可能在地球上有用,就像月球的情况一样国际空间站.
作为一个行星地质学家在美国,我着迷于其他世界是如何形成的,以及我们可以从我们自己的星球的形成和演化中学到什么。因为我希望有一天能亲自去月球,我对如何利用那里的资源使人类对太阳系的探索尽可能经济感兴趣。
现场资源利用
ISRU听起来像科幻小说,目前它在很大程度上是。这个概念包括识别、提取和加工月球表面和内部的物质,并将其转化为有用的东西:供呼吸的氧气、电力、建筑材料甚至火箭燃料.
许多国家再次表达了重返月球的愿望。美国国家航空航天局中国有很多这样做的计划今年1月,中国在月球背面发射了一辆月球车并已一个活跃的探测车现在,还有众多其他国家把目光放在月球任务上。使用月球上已经存在的材料的必要性变得更加紧迫。
对月球生活的预期正在推动工程和实验工作,以确定如何有效地使用月球材料来支持人类探索。例如,欧洲航天局正在计划航天器着陆将于2022年在月球南极钻探,以寻找水冰和其他化学物质。这艘飞船将配备一种研究仪器旨在从月球土壤中获取水或风化层。
甚至有人讨论过最终采矿和运回地球的氦- 3被锁在月球风化层中。氦-3(氦的一种非放射性同位素)可以用作核聚变反应堆的燃料,以极低的环境成本产生大量能源——尽管核聚变是一种动力来源还没有被证明的体积可提取氦-3是未知的.尽管如此,即使是月球ISRU的真正成本和收益有待观察,几乎没有理由认为相当大的当前的利益对月球的开采不会继续下去。
值得注意的是,月球可能不是一个特别适合开采其他贵重金属的目的地,如黄金、铂或其他金属稀土元素.这是因为过程的原因分化在这个过程中,当行星体部分或几乎完全熔化时,相对较重的物质会下沉,较轻的物质会上升。
这基本上就是你摇晃一个装满沙子和水的试管所发生的事情。一开始,所有的东西都混合在一起,但后来沙子最终从液体中分离出来,沉到管子的底部。就像地球一样,月球上的大部分重金属和贵重金属可能都在地幔甚至地核深处,在那里它们基本上不可能被获取。事实上,这是因为小行星这样的小天体通常不会发生分化这些很有希望的目标用于矿产勘探和开采。
月球的形成
事实上,月球在行星科学中占有特殊的地位,因为它是太阳系中唯一的其他天体人类踏足过的地方.美国宇航局在20世纪60年代和70年代的阿波罗计划一共派出了12名宇航员散步,弹跳和漫游表面上看。的岩石样本他们带回了实验他们留在那里不仅使我们对月球有了更好的了解,而且使我们对行星是如何形成的有了更多的了解,这是其他任何时候都无法做到的。
从这些任务以及随后几十年的其他任务中,科学家们对月球有了很多了解。而不是从一团尘埃和冰中生长出来就像太阳系中的行星一样,我们已经发现,我们最近的邻居可能是a的结果巨大的影响原始地球和火星大小的物体之间的距离。那次碰撞喷出了大量的碎片,其中一些后来合并成月球。通过对月球样本的分析,先进的计算机建模以及与太阳系其他行星的比较,我们了解到许多其他事情巨大的影响可能是规则在这个和其他行星系统的早期,这不是一个例外。
在月球上进行科学研究将极大地加深我们对我们的天然卫星是如何形成的,以及是什么过程在月球表面和内部运作,使它看起来像现在这样。
未来几十年有望开启月球探索的新时代,人类将在月球上生活更长的时间,这得益于对月球自然资源的开采和利用。通过坚定而坚定的努力,月球不仅可以成为未来探险家的家园,而且可以成为我们实现下一个巨大飞跃的完美垫脚石。
