科學家欲從月球土壤提取氧氣未來或可移民

黄容

　　一個劍橋化學家科研組研制的裝置，能夠從月球土壤——風化層中提取氧氣。如果在整個月球上都安裝這種土變氧氣的轉爐，來自地球的潛在移民或許也有辦法進行呼吸。
　　新浪科技訊 北京時間9月4日消息，科學家借助月球勘測軌道飛行器(LRO)上安裝的“萊曼-阿爾法”測繪項目(LAMP)，得以研究月球大氣所含的一系列物質，結果發現，月球大氣含有氦和氬。對月球大氣的光譜進行第一次分析是在1972年進行的，它是阿波羅17號任務執行的月球大氣構成實驗(LACE)計劃的一部分。
　　40年前，“阿波羅”試驗查明月球上的氦氣數量在夜間會增加。也許這是因為夜間更低的氣溫導致低地的氦氣濃度升高。雖然“萊曼-阿爾法”測繪項目的主要目的，是為了了解月球地表情況，但是研究人員還決定對地球的這顆衛星上空的紫外線進行研究。“阿波羅”號圍繞月球運行超過50次後，最終證實這顆天體的大氣裏含有氦。該設備驅除了星際背景噪聲(外太空可能也存在氦氣)產生的影響。美國科羅拉多州西南研究院的艾倫-斯特恩說：“現在的問題是，氦氣是起源於月球的內部(例如巖石的放射性衰變)？還是來自於這顆星體的外部(例如太陽風)？”另外，研究人員還將確定不同高度的氦氣分布情況。
　　有關月球的另一個難解之謎與它的電離層有關。20世紀70年代，蘇聯軌道探測器月神19號衛星和月神22號衛星在月球上空幾十公裏處發現帶電離子層，這是證明月球存在電離層的第一手證據。該電離層每立方厘米含有多達1千個電子。後來月球周圍存在密集電離層的信息被證實。然而，科學家並不清楚它來自哪裏，以及它是如何出現的。月球大氣的密度比地球大氣低幾十億倍。例如，地球電離層是空氣粒子接觸陽光產生的一層電離氣體。電離層對地球上的生命非常重要。它能反射無線電波、影響通訊和導航。電離層擾動可能會導致GPS裝置失靈。
　　正如我們看到的那樣，產生電離層離不開空氣。月球幾乎沒有大氣，至少從我們的觀點看它沒有大氣。然而，有少量氣體從月球內部滲出，升至地表。月球內部的放射性衰變和太陽風的影響，導致這些氣體產生。夜間月表的氣體含量不超過每立方厘米20萬個粒子。白天月表的氣體含量是夜間的兩倍。氣體濃度與真空的狀態有關，白天月表溫度增加到高達120攝氏度。夜間或者在陰影處，地表溫度可下降到零下160攝氏度。月球周圍的氣體非常稀薄，通常它被稱之為外逸層，而不是大氣層。按理說，這種環境應該沒有電離層，然而事實上它卻真實存在。
　　天體物理學家被月球電離層的問題困擾了40年。最近美國宇航局戈達德太空飛行中心的提姆-斯圖布斯提出了一個令人吃驚的假設：月球電離層是由月塵造成的。據斯圖布斯說，阿波羅15號上的宇航員觀測到月球地平線處的神秘光輝。這可能是由塵粒電離造成的，它們在日出和日落時發出光芒。這位科學家認為，這個過程產生的電荷足以維持電離層。更不用說月球上還有很多塵埃。
　　不久前，由德裏克-弗雷領導的一個劍橋化學家科研組研制的裝置，能夠從月球土壤——風化層中提取氧氣。弗雷及其同事根據電化學過程提出一種提取氧氣的方法。電化學過程是為了從風化層裏提取純金屬和合金研發的。這種合金可以當做負極，而碳相當於正極。如果在整個月球上都安裝這種土變氧氣的轉爐，盡管月球上沒有可供呼吸的大氣層，但是來自地球的潛在移民或許也有辦法進行呼吸。