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月球采矿不是梦,修路架桥也“指日可待”!

2020 12/02 17:30
作者 只只
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28日20时58分,嫦娥五号探测器经过约112小时奔月飞行,在距月面约400公里处成功实施3000牛发动机点火,约17分钟后,发动机正常关机。根据实时遥测数据监视判断,嫦娥五号探测器近月制动正常,顺利进入环月轨道。

到月球去采矿

此次嫦娥五号任务将执行我国首次月球采样任务,计划在月球获取2公斤左右的样品并带回地球。专家介绍,采样2公斤的重量经过了多方考虑,结合了火箭运载能力,最大程度保证任务成功。

为了提高采样的可靠性,增加样品的多样性,嫦娥五号任务将通过钻取和表取两种方式采集样品。据了解,初步设计安排是钻取0.5公斤,表取1.5公斤。

钻取

专家表示,嫦娥五号任务的主要目标是完成月球采样并返回。当着陆器成功着陆月球表面后,要在有限时间里完成地形勘察、钻取和表取等多项工作。尽管设定了2公斤的采样量,但这并不能作为最终衡量任务成败的标准。

到月球去采矿

这次嫦娥五号任务相对于已经实施过的绕月探测、落月探测来说,是一次新的技术跨越。由于交会对接的轨道距离地球有几十万公里之遥,因此在通信方面会有延时,这也就对测控以及无人对接的精度提出了更高的要求。

21世纪的前30年将是月球探测的又一个高潮,而建立月球基地、开发与利用包括矿产资源在内的月球资源是未来月球探测的主要目标。那么月球上到底有哪些矿产资源呢?其开发前景又如何呢?根据目前的探测结果,月球上的矿产资源极为丰富,其中探测与研究程度较高的有月海玄武岩中的钛铁矿和克里普岩中的稀土元素、钾、磷和铀、钍等。

月海玄武岩是巨大的钛铁矿的储存库。月球表面没有液态水,但由于早期观察者在无法看清月面的情况下,只能凭借丰富的想象力,给月球上许多地方冠上“海”等的名字。实际上所谓的“月海”是月球表面的平原或盆地,是被一种暗色的、称为玄武岩的物质所覆盖的区域。我们一般把这些区域上的玄武岩称为月海玄武岩。根据目前的探测与分析结果,月球上有22个月海都被玄武岩所充填。

据专家的模式计算,分布在这些月海平原或盆地上的玄武岩的总体积大约有100万立方公里,以目前地球上钛铁矿开采的品位为参考值,通过已有的探测结果特别是“克莱门汀”号月球探测器的多光谱探测数据,可计算出这些玄武岩中钛铁矿达到开发程度的资源量超过100万亿吨。尽管其模式计算的结果带着很大的推测性与不确定性,但可以肯定的是,月海玄武岩确实蕴藏着丰富的钛铁矿,而且,钛铁矿不仅是生产金属铁、钛的原料,还是生产水和火箭燃料——液氧的主要原料。遗憾的是,目前对月海玄武岩厚度的探测程度很低,影响了月海玄武岩总体积的计算精度,进而影响了钛铁矿开发利用前景评估的可靠性。因此未来的月球探测应侧重于这方面的研究。

克里普岩是月球主要岩石类型之一,因其富含钾(K)、稀土元素(REE)和磷(P)而得名。此外克里普岩还富含铀、钍放射性元素。根据最近“克莱门汀”号和“月球勘探者”号的探测资料分析,在月球正面风暴洋区域可能就是克里普岩的分布区域,进而对克里普岩出露于月面或近月面进行了成因机制的分析,并估算出其厚度估计有10—20公里。据一些专家的模式计算,克里普岩中稀土元素、钍、铀的资源量分别约为6.7亿吨、8.4亿吨和3.6亿吨。

对克里普岩的分布区域目前还有争论,但克里普岩所蕴藏的丰富的稀土元素以及钍、铀是未来人类开发利用月球资源的重要矿产资源。此外,月球上其他岩石还蕴藏着丰富的、极具开发潜力的铝、钙、硅等资源。可见,月球是未来人类矿产资源可持续开发与利用的宝库之一。

月球,给人类带来梦想和希望!从阿姆斯特朗的一小步,到嫦娥四号的月背登陆,当人类不愿在地球踌躇,浩瀚星空也许就是我们的下一步。

如果成功的话,月球采矿不是梦,修路架桥也“指日可待”!

阿姆斯特朗的一小步

虽然现在还不能登月开发月球,不过,可以想象月球那么大的地方,如果建设,得需要多少砂石骨料呢,能不能用得起呢?

想象的月球采矿场景


想象的月球采矿场景


想象的月球采矿场景

想象的月球采矿场景

想象的月球采矿场景

(以下图片仅供想象,没有科学依据)

来源: 中国砂石协会

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