飞上月球是人类千百年来的梦想,“月壤制水”将会为人类登月计划带来哪些新期待?11月20日在2024知乎科学盛典上,中国科学院宁波材料研究所研究员王军强发表了题为《“月壤制水”为登月计划带来哪些期待》的演讲。王军强表示月壤制水的成功为后续载人登月、建立月球基地,从月球开启的星际旅行提供了坚实的科学基础,未来这些都将一一实现。

演讲中王军强首先提到,月壤中含有类似于地球上琥珀的玻璃成分,能够保存亿万年的生物标本,这一特性启发了团队对月壤的研究,特别是关注月壤中的氢和氦两种物质,它们不仅来源于太阳风,而且对月球资源的利用具有重要意义。

2021年,中国科学院宁波材料研究所与中国科学院物理研究所、中国空间技术研究院钱学森空间技术实验室等机构,申请到嫦娥5号第一批月壤的研究任务,一共10毫克。演讲中王军强提到,“当我们拿到这个月壤样品的时候,其实还是有很大的一个挑战,这些小颗粒非常的小,大概就每一个颗粒相当于我们的一个尘埃,还好我们在过去10年积累了丰富的经验,我们才在月球土壤的研究中有了一个顺利的开始”。

后续通过深入的研究,王军强团队发现,月壤矿物由于太阳风的长期辐照,储存了大量氢。在加热至高温后,氢与矿物中的铁氧化物发生氧化还原反应,生成单质铁和大量水。实验表明,1克月壤中可以产生51-76毫克水。经过换算,这代表着1吨月壤有望生产超过50千克的水,相当于100多瓶500毫升的瓶装水,这可以满足50人一天的饮水量。

“说到这里,大家会不会像我一样激动,我们既然月壤可以产水,为什么我们没有看到水“,演讲中王军强提到因为申请的月壤质量少,所以无法提取真正的水。但王军强所在的团队已经制定了后续计划,“下一步能够制作一滴水,我们也跟探月办进行了汇报,他们也非常支持,希望我们接下来把实验方案进一步完善”。

不只是一滴水,王军强团队下一步的梦想是去月球制作矿泉水,“利用凹面镜或者菲涅尔透镜的方法,我们来聚焦太阳光,把月壤融化,这样它就会释放出水蒸气,然后水蒸气就可以被收集起来,冷凝变成月球的矿泉水”。这也意味未来在月球浇花、种菜、养鱼都将成为可能,还将为载人登月以及后续在月球上长期生存和探索提供坚实的基础,“我们成果发表之后,NASA写了一个新闻,表示有了氢、有了氧就可以做火箭的推进剂,这样也可以进行星际旅行”。

王军强在2024知乎科学盛典的演讲,展示了我国在月球探索领域的最新科研成果,也为公众揭开了月壤制水技术的神秘面纱,激发了公众对未来月球探索的无限想象。2024知乎科学盛典由OPPO Find X8 系列联合赞助播出,本次盛典以“以科学为方法:重燃科学新想象”为主题,希望以“立足当下,影响未来”为使命,通过关心那些“搅动当下”和“着眼未来”的命题,去重新关注和思考人类生活。