新浪科技訊 北京時(shí)間11月12日消息，隨著太空探索不斷發(fā)展，近年來(lái)針對(duì)空間資源有效利用的投資逐漸加大。其中，尋找在月球上制造氧氣的最佳方法成了人們的一大關(guān)注點(diǎn)。
今年十月，澳大利亞航空局與NASA簽訂了一項(xiàng)協(xié)議，計(jì)劃在NASA的“阿爾忒彌斯計(jì)劃”中，將一臺(tái)澳大利亞制造的月球車送上月球，收集可在月球上制造氧氣的月巖。
月球雖有大氣層，但極其稀薄，主要由氫氣、氖氣和氬氣構(gòu)成，無(wú)法維持人類等依賴氧氣的哺乳動(dòng)物生存。
話雖如此，月球上的氧含量其實(shí)很高，只是并非以氣態(tài)形式存在而已。這些氧被禁錮在月壤中（即月球表面的巖石和塵埃層）。如果能將這些氧從月壤中提取出來(lái)，是不是就能在月球上為人類的生存提供支持了呢？
氧氣存在的范圍
地球上許多礦物質(zhì)都含氧。而且月球上的巖石與地球上幾乎完全相同，只不過(guò)來(lái)自隕石的物質(zhì)也許稍多一些。
月球表面的礦物質(zhì)主要包括硅、鋁、鐵和錳的氧化物。這些礦物質(zhì)全都含氧，但無(wú)法被我們的肺吸收利用。
在月球上，這些礦物質(zhì)以巖石、塵埃、砂礫和石塊等形式存在。有些人將月球的表層物質(zhì)稱作“月壤”，但這個(gè)詞其實(shí)并不準(zhǔn)確。因?yàn)榈厍蛏系耐寥朗且环N十分神奇的物質(zhì)，是多種微生物數(shù)億年來(lái)辛勤工作的產(chǎn)物。雖然地球的土壤與月壤有著相同的起源，但由于這一點(diǎn)區(qū)別，如今地球的土壤中擁有許多原本并不存在的礦物質(zhì)，而月壤則與最初的成分相差無(wú)幾。
投一產(chǎn)二
月壤中的氧成分約為45%，但這些氧與上面提到的礦物質(zhì)緊密結(jié)合在一起，若想將其分開，我們必須提供能量才行。
如果你知道電解是怎么一回事的話，對(duì)這一過(guò)程應(yīng)該并不陌生。電解在地球上常用于制造業(yè)中，比如鋁的生產(chǎn)。借助電極讓電流從液態(tài)氧化鋁中通過(guò)，便可將鋁與氧分開。這里氧氣是副產(chǎn)品。但在月球上，氧氣才是主要產(chǎn)品，鋁（或其它金屬）則成為了副產(chǎn)品。
這個(gè)生產(chǎn)過(guò)程雖然簡(jiǎn)單直接，但存在一大缺陷——能耗很高。要想讓反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行下去，需要由太陽(yáng)能、或月球上可以獲取的其它能源支持。
不僅如此，從月壤中提取氧氣還要用到大量工業(yè)設(shè)備。我們首先要將固態(tài)的金屬氧化物轉(zhuǎn)化為液態(tài)，要么是通過(guò)加熱，要么是通過(guò)加熱+溶劑/電解液來(lái)實(shí)現(xiàn)。在地球上做到這一點(diǎn)并不難，但要將這些設(shè)備轉(zhuǎn)移到月球上，還要產(chǎn)生足夠的能量維持設(shè)備運(yùn)行，就是一項(xiàng)無(wú)比艱巨的挑戰(zhàn)了。
今年年初，比利時(shí)初創(chuàng)公司Space Applications Services宣布自己正在打造三臺(tái)用于改進(jìn)電解制氧技術(shù)的實(shí)驗(yàn)性反應(yīng)器。他們希望在2025年前將這套技術(shù)送上月球，成為歐空局ISRU（原地資源利用）項(xiàng)目的一部分。
月球可以提供多少氧氣？
話已至此，如果我們真的能設(shè)法將氧氣提取出來(lái)，那么月球能為我們提供多少氧氣呢？其實(shí)還挺多的。
如果不考慮那些與月球深處巖石結(jié)合的氧，只考慮月球表面容易獲取的月壤，我們可以推算出一些數(shù)字。平均每立方月壤中含有1.4噸礦物質(zhì)，其中包括約630千克的氧。NASA指出，人類每天需要吸入800克氧氣才能存活。因此630千克足夠一個(gè)人吸上至少兩年。
假設(shè)月壤的平均深度為10米，并且其中所有的氧都能被提取出來(lái)，這些氧氣將足夠地球上的80億人使用10萬(wàn)年左右。當(dāng)然，具體情況還要取決于我們提取和使用這些氧氣的效率，但無(wú)論如何，這都是一個(gè)驚人的數(shù)字。
不過(guò)話說(shuō)回來(lái)，我們?cè)诘厍蛏线^(guò)得還是很舒服的。我們應(yīng)當(dāng)盡一切可能保護(hù)這顆藍(lán)色星球，特別是地球上的土壤，因?yàn)樗械厍蛏茧x不開它們的庇護(hù)。