月球殖民不是夢!月球水冰開採計劃開始成形啦

2021-01-21 騰訊太空

科學家、工程師和採礦技術專家開始繪製藍圖,規劃勘探和開採月球極地水冰所需的硬體和任務。他們為何對月球水冰產生濃厚興趣?原因很簡單:月球水冰可以轉化成氧、液態水和火箭燃料。開採水冰能夠幫助拓荒者在月球上生存並建造繁榮的殖民地,同時也能讓企業家賺得缽盈盆滿。


月球蘊藏著豐富的資源,能夠幫助拓荒者在月球上生存並走向繁榮,同時也能讓企業家賺得缽盈盆滿



1971年7月31日,「阿波羅15」號太空人吉姆·歐文站在月球車旁


6月,專家們齊聚科羅拉多礦業學院,出席一場太空資源圓桌會議。科學家、工程師和太空探索的倡導者將月球水冰視為一個寶貴的經濟資源。但在開採月球水冰資源前,他們需要獲取更多相關數據,進一步了解水冰分布、濃度、數量、深度、巖土力學性質以及設計和研發開採-處理系統所需的其它數據。


科羅拉多礦業學院太空資源中心主任安格爾•阿布德-馬德裡德表示:「很多航天機構、企業、創業公司和學術界參加了這一年的太空資源圓桌會議,彰顯會議的多元化和國際性。除此之外還有一個亮點,那就是美國地質調查局的出席。會上,他們貢獻了很多富有洞察力和有價值的討論。他們擁有數百年的地球地質學研究經驗,有助於我們評估月球、火星和小行星資源的價值。」



羅拉多礦業學院太空資源中心主任安格爾·阿布德-馬德裡德


佛羅裡達太空研究所的行星學家菲利普·梅特澤格表示:「我們現在距月球採礦只有一步之遙。科羅拉多礦業學院和聯合發射聯盟進行的商業分析非常引人注目,尤其是考慮到地緣政治方面的憂慮。通過國際合作開發月球資源的方式能夠消除這種憂慮。」


梅特澤格指出很多國家希望對月表進行科學考察。他說:「如果我們能夠就地取材,便可大幅提高月球探索的效率,同時讓這種研究進一步深入。由於這種利益趨同,我認為月球採礦有望在十年內成為現實。首先,我們要確定月球資源的特徵和數量,而後研發採礦技術和設備並將它們部署到月球,整個過程大約需要十年時間。」


專家們表示十年內可開採月球極地隕坑的水冰,例如沙克爾頓隕坑


當前最大的不確定性仍舊是月球水冰的形態,開採月球水冰的方式取決於它們的具體形態。梅特澤格說:「我們不知道月球水冰的主要形態究竟是『髒雪』還是混雜在幹表皮土中的碎石大小的純冰塊,又或者以其它形式存在。我們需要派遣月球車進行勘察和鑽探,以最快的速度找到答案。」

梅特澤格指出月球車勘測應該與更廣泛的探索任務同時進行,以儘快確定月球水冰的位置、濃度、可變性以及在月表的分布。「我們不應首先進行軌道觀測任務,而後再進行細緻的月表採樣。我們需要雙管齊下,最好馬上開始行動。」



一項新研發的月球水冰開採技術,被稱之為「熱力開採法」,利用反射鏡開採極地隕坑的水冰


科羅拉多礦業學院研究員亨特·威廉斯表示:「我們處在太空商業開發新時代的引爆點,私營企業、美國宇航局和國際合作夥伴聯合起來,共同實現人類開發太陽系的夢想。我們從沒有像今天這樣興奮。我們不僅能夠進一步推進科學研究和加強國際合作,同時還能將研究成果轉化成豐厚的利潤。」


會上,威廉斯與礦業學院的克裡斯·德萊耶和喬治·索維斯詳細闡述了一項旨在確定月球水資源分布及儲量的低成本任務,以及一項新研發的開採技術。這項技術被稱之為「熱力開採法」,能夠將月球水冰轉化成火箭燃料


月球極地的永久陰暗區隕坑蘊藏著豐富的水冰


熱力開採法利用直射陽光。具體地說,就是在月球隕坑附近的永久光照區部署多個萬向反射鏡,通過反射陽光來照射隕坑,實現各種幅度的加熱,以便讓管理人員控制產量。威廉斯指出熱力開採法是一種效率高、可擴展並且具有可持續性的月球極地水冰開採方式。相關設備的重量輕,活動部件少,是傳統開採方式的一項可行性替代技術。



詹森航天中心的模擬登月場,工程師達斯汀·戈默特正在模擬月球作業。處在背景中的是美國宇航局的月球卡車原型


這一次的圓桌會議於6月12日至15日舉行。會上,詹森航天中心現場資源利用系統研發領導小組負責人傑拉德·桑德斯強調了本次會議的兩大成果。首先,所有與會人員對政府和商業開發月球的可能性表現出莫大的興奮。桑德斯指出自2004年以來他還是第一次有這樣的感受。2004年正值宇航局「太空探索願景」計劃的初期,該計劃希望在2020年之前執行一次載人探月任務。


科學家和工程師驗證前哨規模的氫還原過程。該過程能夠從月球土壤獲取氧


桑德斯表示:「與會者認為月球商業開發的可能性和可行性大幅提高,原因在於美國宇航局已開始將貨運和載人任務外包給私營企業,相關信息和提議也應要求於最近公布。不過,非政府與會者仍存在一些困惑,因為宇航局傳遞的信息有些混雜。」

桑德斯指出宇航局認為月球探索非常重要,也在早期的探月任務中做出巨大努力,尤其是在勘探太空資源方面。「但與這一想法形成鮮明對比的是,美國宇航局決定取消月球資源勘探任務。過去幾年,這項提議一直向前推進,也獲得很多人的支持,任務的目標是確定月球極地水冰的特徵並著手開採。」


月球基地藝術概念圖


密蘇裡科技大學的地質工程學副教授萊斯利·格特斯奇表示:「絕大多數人認為以獲取礦業資源為目的的月球探索能夠讓為了科研目的的探月任務受益,反之亦然。」兩大群體——科學界和資源界——將繼續努力,確定能夠實現共贏的最佳數據收集方式。


格特斯奇注意到美國地質調查局也參加了這一次的圓桌會議。他說:「他們的出席讓人倍受鼓舞,因為美國地質調查局收集了大量有關地球礦業生產規劃的基本信息。在實際勘探中,礦業公司進一步豐富這些信息。」月球資源勘探能夠成為這些信息的受益者。


太空企業家羅伯特·畢格羅(左)與工程師討論月球基地的布局規劃


如果想讓太空採礦成為現實,我們不僅要克服一系列技術和經濟層面的挑戰,同時還要解決法律方面的問題。梅特澤格表示:「資源歸誰所有?我們又如何阻止一個國家利用這些資源在太空獲得極大的軍事優勢?」解決這些問題的最佳途徑就是組建一個國際聯盟。一旦聯盟組建,聯合開發便可迅速啟動。


梅特澤格指出這種方式能夠讓科學研究受益,經濟發展以及地球的長期健康也將成為受益者。開採太空資源意味著人類文明能夠降低對地球資源的依賴,可以從其它星球獲取人類文明發展所需的資源。「開採月球資源既面臨很大風險,同時也是一個巨大機遇。我們的最佳做法就是在開採前做好一切準備,防患於未然。」


月球內部藏有大量水源,聽聽科學家怎麼說?



你可能還想了解更多:


新的研究表明,月球一直廣泛存在水


月球的身份能「晉級」嗎?


太空殖民最需要關注什麼?


月球熔巖隧道可助人類獲取月球極地的巨大水冰資源


來源:www.space.com

翻譯:牛樹軍

責編:Strawberry


相關焦點

  • 月球殖民不是夢!月球水冰開採計劃開始成型啦
    博科園-科學科普科學家、工程師和採礦技術專家開始繪製藍圖,規劃勘探和開採月球極地水冰所需的硬體和任務。他們為何對月球水冰產生濃厚興趣?原因很簡單:月球水冰可以轉化成氧、液態水和火箭燃料。科學家、工程師和太空探索的倡導者將月球水冰視為一個寶貴的經濟資源。但在開採月球水冰資源前,他們需要獲取更多相關數據,進一步了解水冰分布、濃度、數量、深度、巖土力學性質以及設計和研發開採-處理系統所需的其它數據。科羅拉多礦業學院太空資源中心主任安格爾阿布德-馬德裡德表示:「很多航天機構、企業、創業公司和學術界參加了這一年的太空資源圓桌會議,彰顯會議的多元化和國際性。
  • NASA相關人士:月球水冰開採10年內或成現實
    圖片來源:NASA據美國太空網近日報導,科學家、工程師和採礦技術專家目前已開始繪製藍圖,規劃勘探和開採月球極地水冰所需的硬體和任務。他們之所以對「月亮女神」上冰冷的水冰產生濃厚興趣,原因很簡單:月球水冰可以轉化成氧、液態水和火箭燃料。開採據悉儲量非常豐富的水冰資源能幫助「拓荒者」在月球上生存與繁榮發展,同時也能讓企業家賺得盆滿缽滿。
  • 研究發現月球兩極有水冰,未來可以移居月球了嗎?
    近年來,許多探測任務發現月球表面存在水或水冰的跡象,但都缺乏確鑿的證據。據BBC報導,8月21日,由夏威夷大學研究人員領導的一個科學家小組在美國《國家科學院學報》上發表研究報告稱,他們分析了印度「月船1號」探測器攜帶的月球礦物質繪圖儀所得到的數據,發現了固態水——冰的近紅外吸收光譜的特徵,直接證明那是月球上的水冰。
  • 半個多世紀後,美國將再次登月,探尋月球水冰繪製水資源地圖!
    這艘月球探測車的發射目的是為了探尋月球的水冰分布與含量的問題,來繪製出一份完整的月球水資源的地圖,為我們開採月球上的物質和實現星球移民奠定夯實的基礎。 這艘探測車的名字叫做Viper,主要目的就是前往月球南極尋找水資源,以及南極地區的水冰分布情況,在10月25日的國際航天大會上,NASA向世界展示了這艘月球車。
  • 川普正式宣布:美國將開採月球!新太空競賽的開始?
    川普近日,美國總統川普籤署了一項行政命令,允許從月球和小行星上開採資源,美國對月球的興趣已經持續了數十年。隨著美國太空人計劃於2024年重返月球,這個設想的推進將比幾十年來更加真實。美國在此計劃上並不孤單,歐洲空間局(ESA)也想開採月球。
  • 美科學家首次發現月球兩極存在水冰
    這一發現對於未來人類進行月球探測乃至太空探索都意義非凡。首次直接證明月球有水冰水冰是由水或融水在低溫下固結而成的冰。早在上世紀60年代,科學家們就提出水冰可能存在於月球、水星和穀神星的永久陰影區域。據BBC報導,8月21日,由夏威夷大學研究人員領導的一個科學家小組在美國《國家科學院學報》上發表研究報告稱,他們分析了印度「月船1號」探測器攜帶的月球礦物質繪圖儀所得到的數據,發現了固態水——冰的近紅外吸收光譜的特徵,直接證明那是月球上的水冰。
  • 如何在月球上開採火箭燃料?
    去年 8 月,印度以失敗告終的月球車計劃本想繪製出月球南極的水冰分布圖。美國當然也有與月球水資源相關的計劃。5 月 15 日,NASA 宣布了《阿爾忒彌斯協議》,這是一項在月球上開採資源的法律草案,以 2024 年 NASA 讓太空人重返月球表面的阿爾忒彌斯計劃命名,協議涉及的問題包括緊急援助和技術標準的互操作性,表明美國先於其他國家對月球的開採條款做出了規定。
  • 月球極地有水冰
    我們已經知道除地球以外,土衛二、木衛二、穀神星,甚至冥王星,都有極大的可能存在地下液態海洋或冰。那麼我們的好鄰居,月球呢?事實上,關於月球上有無水冰的爭論一直沒有停過,天文學家根據不同的探測器得出過不同的甚至是矛盾的結論。如今,關於月球上有沒有水冰的疑問或許有了定論。8月20日,一組科學家在《美國國家科學院學報》上發表論文,聲稱在月球極區發現了表面冰層的確鑿證據。
  • 炙手可熱的月球商業採礦計劃真的靠譜嗎?
    數十年以來,美國宇航局的月球探索計劃僅是原地轉圈,未來由實業家、工程師和科學家組成的國際團隊,將可能使將月球作為人類工業前哨的太空基地,現在政府和商業公司實驗室已規劃設計了如何實現月球採礦,緊湊型發電、太空機器人和風化層開採等關鍵環節,並稱已取得實質性進展月球採礦的故事實際開始於兩位火箭科學先驅之間的觀點分歧,其中一位科學先驅是維爾納·馮·布勞恩(Wernher von Braun
  • 月球水突破!天文學家在月球南極的環形山中發現了「年輕的冰」
    天文學家在月球南極發現了年輕的冰源,這意味著月球上有了新的水源。月球上的水是在南極附近發現的,那裡的深撞擊坑被永久的黑暗籠罩著。直到最近,天文學家們還認為,這些水是數十億年前富含水的彗星和火山活動留下的。然而,美國國家航空航天局收集到的衛星數據顯示,在較小的隕石坑中有更年輕的冰沉積物。
  • 俄專家:在月球開採水,是人類深入太空的必要環節!
    俄羅斯空間政策研究所所長伊萬·莫伊謝耶夫向衛星通訊社表示,在月球開採水資源並建成燃料工廠的意義重大,與人類首次進入太空和首次登月相當。共同社9月28日援引日本宇宙航空研究開發機構的消息報導稱,日本計劃於2035年前後在月球表面建成燃料工廠,用從月球冰沉積物提取的水製造氫燃料,以求實現大範圍月球探測的目標
  • 美國尋求改變開採月球的規則
    這激發了人們對發展空間的興趣,這些空間既用於 開採原材料, 例如用於太陽能電池板的矽,又用於火箭燃料的氧氣 ,以及潛在的意 將汙染產業 轉移到地球之外。但是規則還不清楚,例如,像SpaceX這樣的美國公司在火星上殖民或建立月球基地,誰會獲利。目前,還沒有公司或國家準備主張或利用太空中的私有財產。但是, 價值3,500億美元的 太空產業可能會迅速改變。
  • 未來將探訪月球兩極!那裡的水冰有多重要?
    研究人員對凍結在月球隕石坑中的水冰很感興趣,但他們也擔心,人類的探測器如此頻繁的造訪可能會汙染水冰。圖1:NASA月球表面鑽探極地探險車(VIPER)的藝術渲染圖,它配有1米長的鑽頭來開採月球表面以下的冰出於各種原因,月球上的水冰對科學家們來說很重要。
  • 到月球開採礦產為何甚囂塵上?
    該命令不認為月球上的礦產需要得到國際協議允許才能開始開採。此舉旨在為美國人在沒有任何國際條約許可的情況下開採月球上的礦產鋪平道路。探索太空的國際法律框架是以1967年籤署和頒布的《外層空間條約》為基礎的。該條約為各國如何探索太空制定了一系列寬鬆的指引。
  • 月球尋水 從「月海」到水冰
    原標題:月球尋水 從「月海」到水冰 一直以來,人們都在致力於尋找月球上水存在的證據。近年來,隨著探測設備和數據分析水平的提高,月球尋水的收穫頗豐。日前,科學家首次直接觀察到月球表面存在水冰的確切證據,這一發現讓人們對於如何更好地利用月球資源以及建立月球基地產生了更多期待。
  • 太空採礦不是夢?科學家表明月球上的水比想像中還要多
    長期以來月球被認為缺少作為地球標誌的液態水體,但月球水的分布比以前所知的更為廣泛。太空採礦雖然還只是距離現在很遠的概念,但對於採礦業來說是現實的。很多年以來太空採礦大多只是科幻小說,但現在已經有多個國家的政府在實施計劃並立法允許他們參與這場競賽。月球上證實有水存在對於未來太空採礦是好消息。
  • 冰冷如(月球)冰:保護月球極地免受汙染
    躲避太陽的極地冰塊不僅可以描述月球歷史,還可以提供關於生命起源的天體生物學線索。根據隕石坑的統計數據,極地隕石坑的永久陰影地面一般在34億到39億年之間。NASA的Artemis計劃要求在2024年之前讓第一名女性和下一名男性登上月球。
  • 日本抓住擴大領土良機,計劃聯手美國登陸月球,劃地開採寶貴資源
    據日本媒體近日報導,日本宇宙航空研究開發機構計劃提出一個宏偉計劃,即用15至20年時間登陸月球,而且在月球上建設燃料工廠,以力爭實現大範圍探測月球,尋找寶貴資源,並進一步實施劃地開採。之後在科學家一般認為有水冰存在的月球南極地帶建成工廠,然後利用太陽能電池把獲得的水分解成氫和氧。
  • 在人類殖民了月球之後 月球能夠維持多少人類的生活?
    飲用的水那水呢?在幾十年之前,研究人員們還認為月球是完全乾燥的,但現在他們已經知道,月球表面有著數量驚人的液體。「我們認為這些水是在月球形成的時候留下來的。我們還知道,彗星,也就是和髒雪球差不多的東西,會周期性地掉落在月球表面。而我們也有充分的證據表明,那些彗星撞擊過的隕石坑裡仍然埋藏有冰。」
  • 在陽光照射的月球表面發現水 月球上的水從哪裡來?
    據澳大利亞廣播公司26日報導,一群科學家利用美國NASA的望遠鏡在月球受陽光照射的部分發現了水的存在。與此同時,另一群科學家計算出,冷阱(冷到足以使水凍結數十億年的區域)比此前認為的要豐富得多。這些發現發表在《自然天文學》雜誌上,為未來的月球任務提供了巨大的推動力。報導指出,科學家曾懷疑,月球南北兩極的隕石坑中隱藏著大量的冰凍水,這些隕石坑從未被太陽照射過。