uutiset

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Tutkijat ottavat Chang'e-5-kuun maanäytteen hansikaslokerosta. Vasemmalta oikealle: Apulaistutkija Xu Wei, PhD-kandidaatti Chen Xiao, tutkija Wang Junqiang, tutkija Huo Juntao ja tohtori Chen Guoxin

Kiinalaiset tutkijat ovat ehdottaneet uutta menetelmää suurten vesimäärien saamiseksi kuuhun, jonka odotetaan muodostavan tärkeän suunnitteluperustan tulevien kuun tieteellisten tutkimusasemien ja avaruusasemien rakentamiselle.

Iltapäivällä 22. elokuuta, Pekingin aikaa, asiaa koskeva artikkeli julkaistiin verkossa kansainvälisessä akateemisessa lehdessä "The Innovation". Otsikko on "Massiivinen vedentuotanto Kuun Ilmeniitistä reaktion kautta endogeenisen vedyn kanssa".

Tutkimuksen suoritti Kiinan tiedeakatemian Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering -instituutin (jäljempänä "Ningbo Institute of Materials") amorfisten metalliseosten magnetosähköisten funktionaalisten ominaisuuksien tutkimusryhmä yhteistyössä Kiinan tiedeakatemian Fysiikan instituutin kanssa. Tieteet (jäljempänä "fysiikan instituutti") ja viidennen ilmailu- ja avaruustieteen akatemian Qian Xuesen -koe. Sen suorittivat tieteelliset tutkimusryhmät, mukaan lukien laboratorio, Songshan Lake Materials Laboratory, Harbin Institute of Technology ja Nanjingin yliopisto.

Edellä mainitussa artikkelissa ehdotettiin uutta menetelmää veden tuottamiseksi, joka perustuu korkean lämpötilan redox-reaktioihin tutkimalla vetypitoisuutta eri mineraaleissa Chang'e-5-kuun maaperässä.

Erilaisilla kokeellisilla tekniikoilla, kuten korkearesoluutioisella elektronimikroskopialla ja elektronienergiahäviöspektroskopialla tehdyn analyysin avulla tutkimusryhmä vahvisti, että noin 51-76 mg vettä (eli 5,1-7,6 %) voidaan tuottaa 1 grammassa kuun maaperää.

Laske tämä,Yksi tonni kuun maaperää pystyy tuottamaan noin 51-76 kiloa vettä, mikä vastaa yli 100 pulloa 500 ml:n pullotettua vettä, mikä vastaa periaatteessa 50 ihmisen päivittäistä juomaveden kulutusta.

Vesi on keskeinen resurssi kuun tieteellisten tutkimusasemien rakentamisessa ja tulevassa tähtienvälisessä matkassa kuuhun, mikä varmistaa ihmisten selviytymisen.

Kolmen vuoden perusteellisen tutkimuksen ja toistuvan todentamisen jälkeen tieteelliset tutkijat havaitsivat, että kuun maaperän mineraalit ovat varastoineet suuren määrän vetyä satojen miljoonien vuosien aurinkotuulen säteilytyksen ansiosta. Kun vety on kuumennettu korkeisiin lämpötiloihin, se käy läpi redox-reaktion mineraalissa olevien rautaoksidien kanssa, jolloin muodostuu alkuainerautaa ja suuri määrä vettä.

Kuumennettaessa yli 1000°C:een kuun maaperä sulaa ja reaktiossa syntyvä vesi vapautuu vesihöyryn muodossa.

Laskennalliset simulaatiot osoittavat, että kuun regoliitin ilmeniitissä on nanometrin kokoisia huokosia, jotka voivat absorboida ja varastoida suuria määriä aurinkotuulen vetyatomeja. Jokainen ilmeniittimolekyyli (FeTiO3) voi absorboida 4 vetyatomia, mikä tekee siitä todellisen kuun "säiliön".

Tutkijat havaitsivat myös kokeiden avulla, että elektronisäteilytys voi alentaa vedyn ja rautaoksidin välistä reaktiolämpötilaa ja veden tuotantolämpötilaa voidaan laskea 600 °C:sta 200 °C:seen.

Veden ja alkuaineraudan muodostumisprosessi kuun maaperän lämmitysprosessin aikana ja erilaisten tärkeimpien mineraalien vesipitoisuuden vertailu. A. Muutokset kuun maaperän rauta-alkuaineiden valenssitilassa lämmitysprosessin aikana B. Kuun maaperän päämineraalien vetypitoisuuden vertailu Kuun maaperä C. Ilmeniitin lämpeneminen kuun maaperässä. Jälkimmäinen transmissioelektronimikroskoopin kuva D ja E ovat suurennettuja kuvia vesikuplista ja alkuaineraudasta kuuregoliittiilmeniitin kuumennusprosessin aikana, ja näillä kahdella on suhde.

Yllä olevien tutkimustulosten perusteella tieteellinen tutkimusryhmä ehdotti toteuttamiskelpoista strategiaa kuun vesivarojen in situ louhintaan ja hyödyntämiseen: (1) Ensinnäkin kohdista auringonvalo koveran peilin tai Fresnel-linssin läpi kuun maaperän lämmittämiseksi, kunnes se sulaa. Kuumennusprosessin aikana kuun maaperä reagoi aurinkotuulen ruiskuttaman vedyn kanssa tuottaakseen vettä, alkuainerautaa ja keraamista lasia. (2) Syntynyt vesihöyry kondensoidaan vedeksi ja kerätään ja varastoidaan vesisäiliöön, joka voi täyttää ihmisten ja erilaisten eläinten ja kasvien juomaveden tarpeet kuussa. (3) Veden elektrolyyttisellä hajoamisella voidaan tuottaa happea ja vetyä. Ihmiset voivat hengittää happea ja vetyä voidaan käyttää energiana. (4) Rautaa voidaan käyttää kestomagneettien ja pehmeiden magneettisten materiaalien valmistukseen, tehoelektroniikkalaitteiden raaka-aineena, ja sitä voidaan käyttää myös rakennusmateriaaleina. (5) Myös sulaa kuun maaperää voidaan valmistaaTiilet, joissa on ura- ja tappirakenne, käytetään kuun tukirakennusten rakentamiseen.Tämä strategia tarjoaa tärkeän suunnitteluperustan tulevien kuun tieteellisten tutkimusasemien ja avaruusasemien rakentamiselle, ja sen odotetaan käynnistävän varmennuslaitteet seuraavalla Chang'e-kuun tutkimusmatkalla lisävahvistuksen saattamiseksi valmiiksi.

Kaaviokaavio: In situ louhinta- ja käyttöstrategia kuun veden keräämiseksi kuumentamalla kuun maaperää.

Tutkijat Huo Juntao ja Wang Junqiang Ningbon materiaaliinstituutista ja tutkija Bai Haiyang Fysiikan instituutista ovat vastaavia kirjoittajia edellä mainitulle tohtoriopiskelijoille Chen Xiao ja Yang Shiyu, tohtori Chen Guoxin ja apulaistutkija Xu Wei Ningbo Institute of Materialsista on ensimmäinen kirjoittaja Ningbo Institute of Materials. Ensimmäinen valmistumisyksikkö ja ensimmäinen viestintäyksikkö.