这台机器能用月球土壤造氧 人类移居月球还远吗？

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人类移居月球的梦想似乎越来越近。去年，科学家们发现，可以利用月球土壤充当建筑材料，3D 打印月球住宅成为可能。现在，人们又发现，月球土壤还能造氧！

近日，在智利圣地亚哥市举行的 SolarPACES 大会上，一位航空航天工程师展示了一套能让宇航员自己在月球上制造氧气和水的太阳能反应器。

这套系统可以从月球土壤中提取水，然后从水中分解出氧气。它在发动前期需要使用从地球带来的氢气作为原料，而几个小时后氢气就可以实现自动回收。目前此机器已经完成了 6 个月的试运行，据研究小组称，其制造的氧气和水足够供 8 个宇航员使用。

图 | 太阳能利用测试

这项研究的意义重大，因为在月球上制造氧气是几十年来一直困扰着科学家的问题。参与此项目在 Plataforma Solar de Almeria（一家位于西班牙的太阳能研发中心）的研发已经 10 年的 Thorsten Denk 表示：“人们一直认为这需要一个太阳灶、太阳能板或者核反应堆，因为在月球很难获得制氧过程所需的热量。而且从地球运送原材料又太贵，每千克原材料要消耗掉数百千克的燃料。”

这台机器目前重 400 千克，但 Denk 表示重量仍有减轻的空间。因为月球没有大气层，地表的岩石和土壤不会受到风化作用，因此形状各异且棱角分明。Denk 的系统要先将月球土壤做预处理，打磨棱角后筛选出大小合适的颗粒，然后再传送到流化床反应器中。这台机器可以在一小时内处理 25 千克的土壤，同时在四小时内用低于 10 千瓦的电力生成 700 千克水以及 2.5 千克氧气。

图 | 系统试运行中采集的结果

这套系统在氧气制造流程中还需要钛铁矿（FeTiO3），而这种矿物能在月球表面的“暗区域”找到，并需要利用机器人发掘，这也是 Denk 的项目目前需要外部资金注入的原因。

负责由欧洲空间局领导的“月球村”计划的大使 Bernard Foing 教授称，到 2030 年月球上有第一批人类移民者，大概有 6-10 人，而到 2040 年这个数字可能会达到 100 名。

在今年的欧洲行星科学会议（European Planetary Science Congress）上，他将人类在月球的扩张类比为历史上铁路系统的发展：铁路搭好后，在火车站周围会先出现村庄，然后出现商店和企业。

图 | 构想中的月球殖民

月球能提供的资源也有很多。比如可以用作 3D 打印及制造卫星零件的玄武岩，以及地球上很少见，但能用于生产更清洁、安全的核能源的氦-3。同时月球半个月一次的日夜交替也完美地为制氧过程提供了所需的太阳能。Denk 说：“月球表面没有气候和天气的变化，从日出到日落都是我们的反应器运作的极佳时间。”

Denk 同时也在尝试控制流化床反应器中的温度，从而避免土壤的烧结。他说：“化学反应在从 800 摄氏度发生，但到 1050 度时土壤会因高温变得容易粘结在一起，这也是为什么我们将反应器内的温度控制在 970+/-30 度的范围。”