月球极不适合人类寓居,枯燥且沙尘漫天。亦没有咱们也可以呼吸的大气层。可是那里却存在着少许氧气:在月球风化层,易碎的表层土和月球外表的颗粒石之中,沉积着氧气。现在科学家现已找到提取出它的办法。
这样的一个进程也不会发生废料。一方面,可以从中得到一堆氧气,另一方面,一堆金属合金也随之发生,这两者对未来的月球基地或许殖民地都大有裨益。
得益于新近月球使命返还回来的风化层样本,咱们咱们都知道那里存在着储量极点丰富的氧气。约40%-45%左右的风化层分量都是氧气。氧气是至今停止其分量比重最大的部分。
只要一个大问题。
“这种氧是极点有价值的资源,但它被化学结构束缚在矿物质和玻璃这样的氧化物傍边,因而也不可以当即运用。”苏格兰格拉斯哥大学的化学家贝斯.洛马克思说。
月球尘土被提取氧气之前(左图) 月球尘土被提取氧气之后(右图)(来自苏格兰格拉斯哥大学的贝斯.洛马克思)
这些样本太有价值了,以至于不能立马用作试验。可是具有它们就从另一方面代表着咱们恰恰可以从头构建他们,使用其(存在氧的)一致性用于类地资料。这种“假”月球尘土被称为月球风化层模仿物,洛马克斯和她的团队将其用于他们的研讨。
之前现已有人测验从月球风化层提取氧,比如在氧化铁顶用化学复原反使用氢气发生水,然后用电解从水中别离氢气和氧气。或许相似的用甲烷代替氢气的进程。
但这些技能,要么产值低,要么太杂乱。要么需求极点温度,实践上会太热而引发风化层的消融。
洛马克斯和她的团队现已跳过了化学复原的进程,直接电解粉末状风化层。
这样的一个进程是一种叫做熔盐电解的办法来演示的。这是榜首例固体月球风化层模仿物从粉末到粉末的进程,它简直能提取一切氧气。
其他提取月球氧气的代替办法产值显着低得多,或许需求高于1600摄氏度(2900华氏度)的极点温度消融风化层。
首要,表层土被放置在网状的篮子里。增加电解质氯化钙,然后将混合物加热到950摄氏度左右,这个温度资料不会消融。然后,施加电流。将盐移动到阳极使盐容易去除,这样来提取氧气。
(洛马克斯等人,《行星和空间科学》杂志2019)
提取风化层样本中96%的氧气大约需求50个小时,可是75%的氧气在前15个小时就被提取出来了。约占总氧量三分之一的氧气是从废气中检测出来的,剩下的就被丢掉了。但较之前的产出量,仍然是一个巨大的前进。
此外,留下的金属很有用-这是初次月球风化层氧气提取技能发生这样的成果。
“这是榜初次成功的证明了风化层模仿物试验可以发生合金,用固态粉末到粉末的办法。”研讨员在他们的论文里写道。
此外,不同合金相态的明晰别离,以及其他金属成分的明显耗费,都使无所好处的月球风化层由于金属/合金别离和提取,有了令人兴奋潜能。
在伴生产品中有三个首要的合金群,有时候也掺杂有其他少数金属:铁-铝、铁-硅和钙-硅-铝。
这一发现标明,即便在月球上可以从可疑的冰中提取氧气,这项技能仍然是有价值的。
欧洲航天局月球战略指挥官詹姆斯.卡彭特说:“这样的一个进程会给月球移居者带来燃料支撑和坚持生命的氧气,合金也会在就地生产上得到广泛运用。
这项研讨现已发布在《行星和空间科学》杂志上。
参考资料
1.Wikipedia百科全书
2.天文学名词
3. MICHELLE STARR- Rosette- sciencealert
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