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月球能產出氧氣?光月球表層的氧含量,就足夠供80億人使用10萬年

月球能產出氧氣?光月球表層的氧含量,就足夠供80億人使用10萬年
撰文: 臺北天文館     分類:E永續環境     圖檔來源:達志 日期:2021-11-19

今年10月,澳大利亞太空總署和NASA 簽署了一項協議 ,利用阿提米絲計畫將澳大利亞製造的探測車送上月球,目的是收集月球岩石,希望在月球能產出可以提供呼吸的氧氣。

儘管月球有大氣層,但它非常稀薄,主要由氫、氖和氬組成,不是依賴氧氣以維持生存的哺乳動物(例如人類)所需要的那些地球大氣成分。


實際上,月球上有充足的氧氣,只是它不是氣體形式,而是被鎖在風化層內,覆蓋在月球表面的岩石和塵土中。


在地球上,氧氣可以在我們周圍地下的許多礦物質中找到,月球主要也是由這些相同岩石組成(雖然來自流星的物質比較多)。二氧化矽、鋁、氧化鐵和氧化鎂…..等礦物是月球表面主要的成分,這些礦物質都含有氧氣,它們以幾種不同的形式存在,其中包括覆蓋在月球表面的堅硬岩石、灰塵、礫石和石頭中,這種物質是數千年以來隕石撞擊月球表面的影響產生的。

 

月球到底可以產出多少氧氣呢?如果我們不計算在月球更深的硬岩材料中存在的氧氣,只考慮表面容易接近的風化層,我們可以得出一些估計值。

 

每立方公尺的月球風化層平均含有1.4噸礦物質,包括約630公斤氧氣。NASA表示,一個人每天呼吸約需 800 公克氧氣才能生存。所以630公斤的氧氣可以讓一個人存活約兩年。


假設月球風化層的平均深度 約10公尺,我們可以從中提取所有氧氣。這意味著月球深度10公尺的表面,將提供足夠的氧氣來支持地球上所有80億人大約100,000年的時間。


月球的風化層大約由45% 的氧氣組成,但氧氣與上述礦物質緊密結合,如何打破那些牢固鏈結?在地球上,我們常用「電解」這種化學反應,例如生產鋁,利用電極讓電流通過液態氧化鋁,將鋁與氧分離。這是一個非常簡單的技術,但非常耗能,在月球上處裡需要得到太陽能或月球上可用的其他能源的支持,將這個工業設備從地球移到月球上,並產生足夠的能量來維持運作,將是一個巨大的挑戰。


今年初,總部位於比利時的新創公司Space Applications Services宣布正在建造三個實驗反應爐,研究改進電解製氧過程,希望到2025年將這項技術送上月球,作為歐洲太空總署就地資源利用 (in-situ resource utilization,ISRU) 任務的一部分。(編譯/劉愷俐)


資料來源:SPACE.COM

 

※本文由臺北天文館授權轉載,原文見此

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