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科学家欲从月球土壤提取氧气 未来可供移民呼吸

http://www.kexue.com 2012-09-04 11:14:58 新浪科技  发表评论

一个剑桥化学家科研组研制的装置,能够从月球土壤——风化层中提取氧气。如果在整个月球上都安装这种土变氧气的转炉,来自地球的潜在移民或许也有办法进行呼吸。
一个剑桥化学家科研组研制的装置,能够从月球土壤——风化层中提取氧气

  科学家借助月球勘测轨道飞行器(LRO)上安装的“莱曼-阿尔法”测绘项目(LAMP),得以研究月球大气所含的一系列物质,结果发现,月球大气含有氦和氩。对月球大气的光谱进行第一次分析是在1972年进行的,它是阿波罗17号任务执行的月球大气构成实验(LACE)计划的一部分。

  40年前,“阿波罗”试验查明月球上的氦气数量在夜间会增加。也许这是因为夜间更低的气温导致低地的氦气浓度升高。虽然“莱曼-阿尔法”测绘项目的主要目的,是为了了解月球地表情况,但是研究人员还决定对地球的这颗卫星上空的紫外线进行研究。“阿波罗”号围绕月球运行超过50次后,最终证实这颗天体的大气里含有氦。该设备驱除了星际背景噪声(外太空可能也存在氦气)产生的影响。美国科罗拉多州西南研究院的艾伦-斯特恩说:“现在的问题是,氦气是起源于月球的内部(例如岩石的放射性衰变)?还是来自于这颗星体的外部(例如太阳风)?”另外,研究人员还将确定不同高度的氦气分布情况。

  有关月球的另一个难解之谜与它的电离层有关。20世纪70年代,苏联轨道探测器月神19号卫星和月神22号卫星在月球上空几十公里处发现带电离子层,这是证明月球存在电离层的第一手证据。该电离层每立方厘米含有多达1千个电子。后来月球周围存在密集电离层的信息被证实。然而,科学家并不清楚它来自哪里,以及它是如何出现的。月球大气的密度比地球大气低几十亿倍。例如,地球电离层是空气粒子接触阳光产生的一层电离气体。电离层对地球上的生命非常重要。它能反射无线电波、影响通讯和导航。电离层扰动可能会导致GPS装置失灵。

  正如我们看到的那样,产生电离层离不开空气。月球几乎没有大气,至少从我们的观点看它没有大气。然而,有少量气体从月球内部渗出,升至地表。月球内部的放射性衰变和太阳风的影响,导致这些气体产生。夜间月表的气体含量不超过每立方厘米20万个粒子。白天月表的气体含量是夜间的两倍。气体浓度与真空的状态有关,白天月表温度增加到高达120摄氏度。夜间或者在阴影处,地表温度可下降到零下160摄氏度。月球周围的气体非常稀薄,通常它被称之为外逸层,而不是大气层。按理说,这种环境应该没有电离层,然而事实上它却真实存在。

  天体物理学家被月球电离层的问题困扰了40年。最近美国宇航局戈达德太空飞行中心的提姆-斯图布斯提出了一个令人吃惊的假设:月球电离层是由月尘造成的。据斯图布斯说,阿波罗15号上的宇航员观测到月球地平线处的神秘光辉。这可能是由尘粒电离造成的,它们在日出和日落时发出光芒。这位科学家认为,这个过程产生的电荷足以维持电离层。更不用说月球上还有很多尘埃。

  不久前,由德里克-弗雷领导的一个剑桥化学家科研组研制的装置,能够从月球土壤——风化层中提取氧气。弗雷及其同事根据电化学过程提出一种提取氧气的方法。电化学过程是为了从风化层里提取纯金属和合金研发的。这种合金可以当做负极,而碳相当于正极。如果在整个月球上都安装这种土变氧气的转炉,尽管月球上没有可供呼吸的大气层,但是来自地球的潜在移民或许也有办法进行呼吸。(孝文)

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