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為移居外太空打前站！科學(xué)家探索在月球和火星上制造氧氣
2022年02月16日 14:56:16
來源：化工儀器網(wǎng) 作者：楊 點擊量：6522
近日,，英國《自然·通訊》雜志發(fā)表的一篇化學(xué)研究論文報告稱,，用電分解水,，在月球和火星上獲得的氧相較于地球更少。不過這并不是一個壞消息,，反而有助于我們了解,，如何使用有限資源創(chuàng)造條件實現(xiàn)外層空間定居。
【化工儀器網(wǎng) 時事熱點】作為地球唯一的天然衛(wèi)星,，陰晴圓缺皆可見的月球,，無論是在神話傳說還是現(xiàn)實生活中，一直對人類有著難以忽視的影響力,。而隨著科技的進步，人們探索外太空的步伐,，也從月球上邁出了第一步,。因此也不難理解，科學(xué)家們選擇以月球環(huán)境為條件,，實驗在外太空制造氧氣,。
近日，英國《自然·通訊》雜志發(fā)表的一篇化學(xué)研究論文報告稱,，用電分解水,，在月球和火星上獲得的氧相較于地球更少。不過這并不是一個壞消息,，反而有助于我們了解,，如何使用有限資源創(chuàng)造條件實現(xiàn)外層空間定居。
歐洲空間研究與技術(shù)中心的科學(xué)家在實驗中發(fā)現(xiàn),，與月球和火星相似的重力條件下,，氧產(chǎn)量比在地球上減少了11%。研究人員還發(fā)現(xiàn)他們可以推斷高重力數(shù)據(jù)以匹配低重力飛行數(shù)據(jù),，他們認(rèn)為這是首次使用成本較低,、高重力的設(shè)置實現(xiàn)對低重力結(jié)果的模擬。
移居太空,，氧氣先行
想要移居太空,，首先要解決的一個重要前提，就是氧氣,。目前我們的宇航員在空間站中所需的氧氣來源,，通常是電解水氧氣發(fā)生器和預(yù)先攜帶的高壓氧氣瓶。但是如果想要大規(guī)模長期生存,，從所在星球就地取材才是更合適的辦法之一,。而相較其他星球來說，近在咫尺的月球無疑是最佳實驗對象,。
美國阿波羅計劃和2020年我國嫦娥五號帶回來的月壤,，經(jīng)科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)存在大量含氧的化合物,。2020美國“索菲婭”天文觀測臺觀測證實月球的向陽面上存在水。這兩項研究成果,，無疑為在月球制氧提供了必要條件,。據(jù)嫦娥五號月球樣品研究成果相關(guān)論文，月壤中的氧元素質(zhì)量可占總質(zhì)量的41%~45%,，以月球表面十米的月壤計算,，產(chǎn)生的氧氣量可以讓地球上所有約80億人使用近十萬年的時間。
常用制氧方法
電解水制氧：電解水本身并不復(fù)雜,，但是人類還不能完全確定月球上水冰的數(shù)量,、分布和存在狀態(tài)，此外水冰存在的區(qū)域溫度極低,，甚至有可能低于 -200 ℃,，無疑為制氧工程帶來巨大挑戰(zhàn)。
月壤制氧：目前較為主流的方法有還原法,、熱裂分解法以及氟處理方法,。還原法：利用氫氣的還原性將礦物中的金屬元素置換出來，并且生成水,，然后再把水電解制備出氧氣,。同樣的原理，也可以利用碳進行還原,，然后再 分解二氧化碳制氧,。熱裂分解法：通過2000℃以上的高溫，讓月壤發(fā)生熱裂解直接產(chǎn)生氧氣,。氟處理：硅酸鹽氟化制備氧氣,，同樣需要比較高的溫度。
總結(jié)
本次發(fā)表的論文,，研究團隊探索了不同重力環(huán)境對利用電分解水(稱為電解)的影響,。或許在未來人類定居月球或火星時,，需考慮消耗更多能源來生產(chǎn)可供呼吸的空氣,。
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