作者：石蘭（抄襲必究）
當夜幕降臨之後，我們可以在夜空中觀察到許多星體，看似渺小的它們往往比我們的地球還要大好幾倍。然而，在宇宙的眾多天體中，人類對月球傾注了更多的特殊情感，它不僅是夜晚天空中最耀眼的一顆星體，更是人類曾踏足過的第一個地外天體。當我們在描述月球形象的時候，幾乎布滿整個星球表面的撞擊坑，便會成為其標誌性特徵，卻很少會提及能給太空飛行器帶來巨大危害的月塵。那麼，這些覆蓋於月球表面的塵土到底具有怎樣的特性，為什麼當它的所有氧氣被除去之後會成為一堆金屬？
月球塵土具有複雜的形成過程
地球表面結構的塑造，主要是通過生物和地質過程來完成，但與地球有所不同，月球表面的碎屑則主要由物體撞擊地殼時形成的粉碎物質，以及事件過程中的爆炸碎片組成。礦氧化物中鎖定了礦物質和氧氣，並再次被撞擊熱所產生的玻璃狀顆粒物體鎖定。簡而言之，月球上的土壤主要由塵埃和巖石碎屑組成，厚度通常處於5到10米之間。在月球的地質歷史時期，覆蓋在星球表面的它們，經歷了複雜的形成過程，比如，宇宙射線、隕石撞擊、太陽風輻照，以及極端溫度變化所導致的巖石破碎等。
科學家們將月球表面覆蓋的粉末狀塵土稱為月塵，它們在月球的「月坑」和「月海」區域中分布較厚，卻在其陸地區域中呈現出量少、且不均勻的趨勢。這些月球塵土的粒逕往往小於一毫米，含有玻璃、橄欖石、斜長石等多種物質成分，有時候甚至還會有尖晶石和方英石這樣的成分包含在其中。與此同時，像粉末一樣細膩的月球塵土只要附著在輻射器、或是太空人的身上便很難清除，甚至還會導致太空飛行器的故障，比如，光學系統的靈敏度下降和機械結構被卡死。
月球上的塵土具有哪些特性
事實上，月球表面的這些塵土具有很低的熱導率，由於它可以在一段相對較長的時間裡保持帶電的狀態，因而，月球土壤中的這些微小顆粒，會在光電效應和太陽風輻照的作用下漂浮、並進行較長時間移動。這便是為什麼，當我們的著陸器、太空人，又或是月球車在該星球表面走動的時候，會出現一定程度上的塵土飛揚現象。而在月球的重灰巖中，氧氣可佔據其質量的40%到45%左右，因而成為了其主要的元素構成部分。
在過去的很長一段時間裡，科學家們一直致力於原位資源利用，尋找一種可將其他元素和氧氣進行分離的方法，以將兩者的價值利用達到最大化，而實現該過程涉及到能量消耗，則成為了研究人員們面臨的主要障礙。大量的氧氣蘊藏在月球上的積土之中，以玻璃或礦物質形式結合於氧化物中的它，無法得到實時利用，但其本身卻是一種尤為稀有的資源。終於，科學家們在一項新的研究中，實現了從月球塵土中提取氧氣的方式，並且，不需要耗費太多能量便可讓其分離出金屬副產物。
月球塵土到金屬物質的轉變
首先，我們可以通過下面的這張圖片，對月球高地、月球低地和地球上特定元素的濃度有一個基本的了解。科學家們在進行月球塵土中物質的提取時，主要是通過電解的方式，並以熔融鹽作為整個過程中使用到的電解質，這也是和我們中學時期所了解到的電解有所不同的地方。研究人員通過熔融鹽電解的這種方式，完成了直接從粉末到固體金屬物質轉變的第一個實例，並且，幾乎所有的氧氣都被該模擬物所提取。
而這種具有替代性的提取月球塵土所含氧氣的方式，可以將原有的產率明顯降低，而不需要將重結晶碎屑物質，置於高達1600攝氏度以上的極端熔化溫度條件下。當放置於網籃中的模擬物質，被熔融氯化鈣鹽加熱到了950攝氏度，並電流通過之後，它開始在陽極收集提取出來的氧氣。不同於其他提取方式對溫度必須達到1600攝氏度的要求，這樣的電解方式有效地降低了提取氧氣過程中所涉及的能量消耗。
並且，僅僅在50個小時的時間裡，研究人員就完成了96%的氧氣提取，倘若你對氧氣的剩餘成分要求不高，那麼提取出75%的氧氣則只需要15個小時。由於需要被分離的材料並不是液體形態，因而該過程可以實現能量的有效降低，並且，這個過程還不會產生任何會帶來不良影響的附屬物質。我們都知道，月球塵埃的某些組成部分中，氧氣的含量非常豐富，對於月球上不同位置的礦物質如何進行利用，科學家們還有很多工作需要去做，而這樣的實驗結果，則給我們未來的空間探索帶來了更多的可能。