飛上月球是人類千百年來的夢想,“月壤制水”將會為人類登月計劃帶來哪些新期待?11月20日在2024知乎科學盛典上,中國科學院寧波材料研究所研究員王軍強發表了題為《“月壤制水”為登月計劃帶來哪些期待》的演講。王軍強表示月壤制水的成功為后續載人登月、建立月球基地,從月球開啟的星際旅行提供了堅實的科學基礎,未來這些都將一一實現。

演講中王軍強首先提到,月壤中含有類似于地球上琥珀的玻璃成分,能夠保存億萬年的生物標本,這一特性啟發了團隊對月壤的研究,特別是關注月壤中的氫和氦兩種物質,它們不僅來源于太陽風,而且對月球資源的利用具有重要意義。

2021年,中國科學院寧波材料研究所與中國科學院物理研究所、中國空間技術研究院錢學森空間技術實驗室等機構,申請到嫦娥5號第一批月壤的研究任務,一共10毫克。演講中王軍強提到,“當我們拿到這個月壤樣品的時候,其實還是有很大的一個挑戰,這些小顆粒非常的小,大概就每一個顆粒相當于我們的一個塵埃,還好我們在過去10年積累了豐富的經驗,我們才在月球土壤的研究中有了一個順利的開始”。

后續通過深入的研究,王軍強團隊發現,月壤礦物由于太陽風的長期輻照,儲存了大量氫。在加熱至高溫后,氫與礦物中的鐵氧化物發生氧化還原反應,生成單質鐵和大量水。實驗表明,1克月壤中可以產生51-76毫克水。經過換算,這代表著1噸月壤有望生產超過50千克的水,相當于100多瓶500毫升的瓶裝水,這可以滿足50人一天的飲水量。

“說到這里,大家會不會像我一樣激動,我們既然月壤可以產水,為什么我們沒有看到水“,演講中王軍強提到因為申請的月壤質量少,所以無法提取真正的水。但王軍強所在的團隊已經制定了后續計劃,“下一步能夠制作一滴水,我們也跟探月辦進行了匯報,他們也非常支持,希望我們接下來把實驗方案進一步完善”。

不只是一滴水,王軍強團隊下一步的夢想是去月球制作礦泉水,“利用凹面鏡或者菲涅爾透鏡的方法,我們來聚焦太陽光,把月壤融化,這樣它就會釋放出水蒸氣,然后水蒸氣就可以被收集起來,冷凝變成月球的礦泉水”。這也意味未來在月球澆花、種菜、養魚都將成為可能,還將為載人登月以及后續在月球上長期生存和探索提供堅實的基礎,“我們成果發表之后,NASA寫了一個新聞,表示有了氫、有了氧就可以做火箭的推進劑,這樣也可以進行星際旅行”。

王軍強在2024知乎科學盛典的演講,展示了我國在月球探索領域的最新科研成果,也為公眾揭開了月壤制水技術的神秘面紗,激發了公眾對未來月球探索的無限想象。2024知乎科學盛典由OPPO Find X8 系列聯合贊助播出,本次盛典以“以科學為方法:重燃科學新想象”為主題,希望以“立足當下,影響未來”為使命,通過關心那些“攪動當下”和“著眼未來”的命題,去重新關注和思考人類生活。