月球基地不再遙遠

□ 張凱

9月9日，我國宣布在月球樣品研究中發(fā)現(xiàn)了“嫦娥石”，這也是在月球上發(fā)現(xiàn)的第六種新礦物。其實，近年來月壤研究已經帶給人們很多驚喜，比如出乎預料的水資源，還有氦-3等新能源更簡易的提取方法，另有月壤特殊的建筑用途等。隨著相關成果不斷涌現(xiàn)，助力人類飛向月球的航天技術也取得進展，足以讓人們對未來建設月球基地、開發(fā)月球的前景充滿期待。

2020年12月17日，嫦娥五號返回器攜帶1731克月球“土特產”返回地球，給我們提供了了解月球更多信息的良機。目前科研人員已在巖漿分異、太空風化、生物能轉化等方面取得了一系列成果，初步了解到月球樣品的形貌及礦物組成。這次發(fā)現(xiàn)的“嫦娥石”就是科研人員取得的重要成果。

“嫦娥石”是漂亮的柱狀透明晶體，作為磷酸鹽礦物，存在于月球玄武巖顆粒中，伴生有鐵橄欖石、鈦鐵礦、隕硫鐵等。而月壤研究是典型的前沿基礎科學研究，能帶動一系列相關科學技術進步，這次發(fā)現(xiàn)“嫦娥石”的高新技術手段就值得關注。

據悉，X射線透過礦物晶體時，與晶體內規(guī)則排列的原子相遇，發(fā)生散射，進而顯示出了與晶體結構相對應的特有衍射現(xiàn)象?？蒲腥藛T據此從14萬個月球樣品顆粒中分離出1個約10微米大小的單晶顆粒，并成功解析其結構。毫無疑問，類似技術手段將助力科研人員進一步深入研究月球成分，有望建構起月球演化歷史模型，總結出月球環(huán)境變化規(guī)律，善加利用。

前不久，我國科研人員首次成功在月壤樣品中獲得了未來核聚變能源資源氦-3的含量和提取參數(shù)。這為我國后續(xù)進行月球氦-3 資源分布遙感偵測、估算資源總量乃至未來開發(fā)都提供了寶貴的基礎科學數(shù)據。

要知道，氦-3作為未來可控核聚變的燃料，預計產生的能量是鈾-235核裂變的10倍以上。從理論上講，100噸氦-3核聚變所貢獻的能量可供全人類使用1年。另外，氦-3有助于構建極低溫環(huán)境，超導、量子計算機等前沿科研也將受益匪淺。

隨著我國科研人員對月壤的研究逐漸深入，常溫下利用鈦鐵礦顆粒篩選、提取氦-3，已經有了比較可行的新思路。

人類想要在月球上長期生存，最大的挑戰(zhàn)就是獲取足夠的持續(xù)維持生命活動的水和氧氣。傳統(tǒng)觀點對這方面比較悲觀，但近年來科研人員似乎發(fā)現(xiàn)了更多的可能。

嫦娥五號返回器攜帶的月壤、月巖樣品中已經發(fā)現(xiàn)了水資源，尤其是礦物表層中存在大量的太陽風成因水。而月球南極的萬米深坑中很可能存在歷史悠久的水冰，因此包括我國在內的多國下一步探月計劃已經瞄準月球南極。

如果找不到足夠的月球天然水資源，也有其他“補救”方法：利用月壤中的含氧鐵礦物，再用氫刺激還原反應，同樣有望制得淡水，人類就能邁出在月球上生存的第一步了。接下來，利用核電池或太空太陽能發(fā)電站等供能，可促使月球水資源發(fā)生電解，得到氧氣和重要的能源氫氣，為建設月球基地、在月面正常工作生活打下基礎。

人類對月球的探索仍是“初窺門徑”，存在很多有待破解的秘密。但我們可以大膽暢想，隨著科學研究不斷證明開發(fā)地外空間的可行性，月球基地已越來越近，開發(fā)月球也不再遙遠。