2023年中秋国庆长假,咱们的嫦娥可没闲着。嫦娥4号和玉兔二号月球车传回大量科学数据;嫦娥5号团队在国际宇航大会上获得了国际宇航科学院发的“劳伦斯团队奖”;国家航天局把嫦娥6号任务提前到2024年,它将飞到月球背面的艾特肯盆地,从那里把月壤和月岩带回地球;紧接着,国家航天局又宣布嫦娥8号将开展国际合作,搭载200千克外国设备在月球南极组建科研站。
有朋友惊呼:咱兔子这是要去月球挖矿啊!
到月亮上去开矿是几十年来热议的话题,也是许多人的梦想。但我要给你泼一盆凉水——别傻了,月亮上也许有矿,但没啥值钱的东西。
你可能会说,不对吧!月球是地球被撞击后形成的卫星,地球上有的元素月球一样不少,更何况月球上还有氦3,价值连城呐!
那么,月球上真有什么值钱的矿吗?再说一遍答案:没有。
在人类已经发现的118种元素中,地球上天然存在90多种,由这些元素排列组合而成的矿物超过了5100种。但是你知道吗?在我们地球形成之初的5亿年,地球上的矿物只有350-500种,这些矿物的形成大多与火山和地质活动有关。
大概在45亿年前,地球被一颗火星大小的行星给撞了,大量地球碎片被抛到空中,这些碎片慢慢聚集在一起形成了月球。
月球很小,它没有足够的引力和磁场留住大气、水和挥发性元素,所以月球上矿物的种类远少于地球;月球内部的热能也不足以支持板块运动,因此月球上即便有什么矿,它也不像地球这样集中和便于开采。
上世纪六七十年代,美国通过阿波罗登月计划在月球6个不同地方带回380千克月岩和月壤,苏联无人探测器也在3处采集了300多克月球样本。通过对这些样本的分析,科学家们证明月球表面很贫瘠,这些岩石主要是橄榄石、辉石、斜长石等和少量钛铁矿物。月球标本在科学研究方面是无价之宝,但它们在地球上都不稀罕,可以说到处都是。
2020年,中国嫦娥五号探测器从月球带回了1731克样品,科学家对样品的初步分析结果表明,它与此前美苏月球样本并无本质不同。
那么,月球上的氦-3总应该有开采价值吧?有人说我们拿它来核聚变发电,可以使用上万年,果真如此吗?
氦-3是氦的同位素,与我们常见的氦气(氦-4)不同,它的原子核里缺了一个中子。氦-3在宇宙中广泛存在,但也只占到氦总量的万分之三,在地球自然环境里就更难找到了。
月球没有大气层,太阳风携带的氦粒子有可能沉积在月表土壤里,因此理论上月球表面有丰富的氦-3。但到目前为止,月球上究竟有多少氦-3还是个未知数。有人认为月球表面有75万吨氦-3,也有说100万吨甚至150万吨的。目前已知的公开资料显示,月表阳照区的氦-3浓度在1.4ppb到15ppb之间。ppb是浓度单位,表示十亿分之一,也就是说每1000吨月壤里只含有1.4克到15克氦-3,你现在应该知道到月球上搞大规模工业化开采,它的难度和成本有多高了吧?
打一个极端的比方:即便月亮上遍地24K黄金,你把它捡回来也是亏本的。
目前我们主要通过从天然气里分离出氦气,再从中提取氦-3。氚在核衰变之后也会产生氦-3,现在许多机构利用从核电站反应堆里收集氚,再用氚来制造氦-3,这么做虽然成本高产量低,却也能满足市场需要。
中国探月工程的最主要目的并不是去月球圈地开矿,而是为了搞科学研究,搞清楚我们从哪里来,将往何处去。在实施探月工程的过程中,可以极大促进我们科学技术水平的提升,进而促进国防工业和国民经济的发展。
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