每噸30億美元!我國嫦娥五號帶回的月壤樣品,為何價值這麼巨大?

每噸30億美元!我國嫦娥五號帶回的月壤樣品,為何價值這麼巨大?

月球是人類最早「派出」探測器近距離觀測的天體,同時也是截至目前人類唯一登陸過的地外天體。雖然它與地球一樣位於太陽系的宜居帶,但是由於沒有磁場、沒有大氣層、沒有液態水,表面狀態一片死寂。從上世紀50年代人類發射第一顆人造衛星以來,對於太空探索的腳步始終沒有停歇,而月球自然而然成為人類認識宇宙的絕佳跳板。

採樣任務,僅帶回301克。上述9次任務,探


雖然月球距離地球僅有38萬公里,但是由於人類火箭發射和能源問題的束縛,除了自然情況下降落到地球的月球隕石之外,人類從上世紀60年代至我國嫦娥五號發射前,也只有9次登月任務(包括無人和載人太空飛行器)從月球上帶回了月壤樣本,其中6次為美國的阿波羅載人登月計劃,共帶回381公斤。其餘3次為前蘇聯的無人探測和採樣任務,僅帶回301克。

美國的阿波羅載人登月計劃,共帶回381公斤。其餘3次為前蘇聯的無人探測和


上述9次任務,探測器以及太空人登陸的地點,都位於月球正面,而且集中在中緯度地區,所以樣本的類型非常單一,並不能反映月球的整體面貌,另外樣本的形成時間,也都集中在距今30億年之前,也不能反映月球最新的歷史發展演化規律和特徵。借鑑這個問題,我國於2020年11月24日發射了嫦娥五號月球探測器,著陸地點雖然依然確定為月球正面的暗深色月海區域,具體為風暴洋北部的呂姆克山地區,相比之前的登陸地點,緯度明顯較高,這裡沒有任何探測器涉足於此。

次登月任務(包括無人和載人太空飛行器)從月球上帶回了月壤樣本,其中6次為


嫦娥五號在登陸以後,立即啟動月球表面鑽探工作,共採集了1.731公斤的樣本,成功將其帶回地球,至此圓滿完成了我國探月工程「繞、落、回」的總目標。令人欣喜的是,對採回的樣品進行分析,科學家們發現這些月壤的形成年代,距今只有13億年,要比之前前蘇聯和美國帶回的樣本,平均「年輕」10億多歲,這對於重新研究和分析月球的演化歷史、重新評估月球和地球之間的關係,都具有重要意義,是以往樣本所無法比擬的。所以,當我們帶回這些月壤之後,即使美國之前採回那麼多,也無比的眼紅,想要索取一些拿回去研究,就是這個道理。

到地球的月球隕石之外,人類從上世紀60年代至我國嫦娥五號發射前,也只有9


除此之外,對月壤開展研究的一個重要課題,那就是從中「提取」到利用月壤的能源價值。今年7月份,我國一共向13家研究機構分發了第一批共31份月壤樣本,來開展相關的科學研究工作,總重量為17.47克。其中,核工業北京地質研究院獲得了50毫克的樣本,重點就是開展將月壤作為核聚變動力潛在來源的研究工作,具體來說就是從樣本中尋找和提取氦3。

僅有38萬公里,但是由於人類火箭發射和能源問題的束縛,除了自然情況下降落


目前,包括我國在內的少數國家,正在緊張有序地開展「人造太陽」的研發,目的就是創造一種可控的核聚變裝置,投入少量的原材料,來獲取巨量的能量。「人造太陽」的原材料,目前看大多選擇的是氘和氚,這兩種氫的同位素在地球上含量十分豐富,但是與氦3相比,二者的能量償還比例差得太多,主要原因是反應中會釋放速度非常快的中子,大量的能量白白地浪費掉,而且還不安全,控制難度大,成本方面也遠遠高出利用氦3作為原材料的核聚變。所以,氦3目前被科學界公認為最高效、最安全、最清潔的核聚變材料。

人類認識宇宙的絕佳跳板。雖然月球距離地球


然而,地球上的氦3資源「捉襟見肘」,總量還不到1噸,而且大部分都難以開採,全球加起來目前可供可采的還不到500公斤,開發成本差不多每噸30億美元。所以,從地外尋找氦3資源成為當務之急。可喜的是,通過之往的研究分析,科學家們發現月壤中氦3的含量十分豐富,保守估計能夠被開採的總量可達100萬噸左右。

射第一顆人造衛星以來,對於太空探索的腳步始終沒有停歇,而月球自然而然成為


據分析,100公斤氦3參與核聚變所產生的能量,可以讓一座裝機規模10億瓦的發電廠運行1年,消耗100噸氦3,理論上就能供全世界用電足足1年。所以,如果能夠有效地開採月球上的氦3資源,並且在「人造太陽」技術實現突破的前提下,地球上的能源問題將迎刃而解,並且將極大提升全球能源發展的綠色化水平,對於從根本上解決溫室氣體排放、全球變暖問題具有重大的現實意義。

有磁場、沒有大氣層、沒有液態水,表面狀態一片死寂。從上世紀50年代人類發


那麼,為什麼月球上這麼多氦3呢?原因就在於氦3來源於太陽,從太陽出發的太陽風,攜帶著大量的氦3粒子流,毫無偏袒地吹向四面八方,但由於月球沒有大氣層和磁場,氦3可以直接到達月球表面,並均勻地分布在月壤之中,經過幾十億年的積累,使得月壤中的氦3十分豐富。而地球由於存在著大氣層和磁場,氦3大部分都被隔絕在大氣層和地磁場之外,基本上到達不了地表,所以氦3成為地球上的「稀缺」資源。

人類唯一登陸過的地外天體。雖然它與地球一樣位於太陽系的宜居帶,但是由於沒


我國在「人造太陽」的研發上,目前已經走在了世界前列,而且我們分別在合肥和成都建造了兩處裝置,都已實現1億度以上運行時間超過百秒的壯舉。正如公開的那樣,從現在的進展看,到2050年實現質的突破希望非常大。

月球是人類最早「派出」探測器近距離觀測的天體,同時也是截至目前


如果我國「人造太陽」成功實現可控目標,那麼月球的氦3資源就會派上大用場,月球必將成為供應能源原料的最佳基地,這無論是解決地球能源問題,為人類造福,還是為人類的太空探索「提速」、拓展深空探測的深度和廣度,都具有劃時代的意義,讓我們拭目以待吧!

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