νέα

한어Русский языкEnglishFrançaisIndonesianSanskrit日本語DeutschPortuguêsΕλληνικάespañolItalianoSuomalainenLatina

Οι επιστήμονες βγάζουν δείγματα σεληνιακού χώματος Chang'e-5 από το ντουλαπάκι. Από αριστερά προς τα δεξιά: Αναπληρωτής Ερευνητής Xu Wei, Διδακτορικός φοιτητής Chen Xiao, Ερευνητής Wang Junqiang, ερευνητής Huo Juntao και Dr. Chen Guoxin

Κινέζοι επιστήμονες έχουν προτείνει μια νέα μέθοδο απόκτησης μεγάλων ποσοτήτων νερού στο φεγγάρι, η οποία αναμένεται να αποτελέσει σημαντική βάση σχεδιασμού για την κατασκευή μελλοντικών σεληνιακών επιστημονικών ερευνητικών σταθμών και διαστημικών σταθμών.

Το απόγευμα της 22ας Αυγούστου, ώρα Πεκίνου, η σχετική εργασία δημοσιεύτηκε διαδικτυακά στο διεθνές ακαδημαϊκό περιοδικό «The Innovation». Ο τίτλος είναι «Μαζική παραγωγή νερού από σεληνιακό ιλμενίτη μέσω αντίδρασης με ενδογενές υδρογόνο».

Η έρευνα διεξήχθη από την ερευνητική ομάδα μαγνητοηλεκτρικών λειτουργικών ιδιοτήτων άμορφου κράματος του Ινστιτούτου Τεχνολογίας και Μηχανικής Υλικών Ningbo, Κινεζική Ακαδημία Επιστημών (εφεξής «Ινστιτούτο Υλικών Ningbo»), σε συνεργασία με το Ινστιτούτο Φυσικής, Κινεζική Ακαδημία Sciences (εφεξής «Ινστιτούτο Φυσικής») και το Πείραμα Qian Xuesen της Πέμπτης Ακαδημίας Αεροδιαστημικής Επιστήμης Ολοκληρώθηκε από επιστημονικές ερευνητικές ομάδες συμπεριλαμβανομένου του εργαστηρίου, του εργαστηρίου Υλικών της λίμνης Songshan, του Τεχνολογικού Ινστιτούτου Harbin και του Πανεπιστημίου Nanjing.

Η προαναφερθείσα εργασία πρότεινε μια νέα μέθοδο παραγωγής νερού που βασίζεται σε αντιδράσεις οξειδοαναγωγής υψηλής θερμοκρασίας, μελετώντας την περιεκτικότητα σε υδρογόνο σε διαφορετικά ορυκτά στο σεληνιακό έδαφος Chang'e-5.

Μέσω ανάλυσης με διάφορες πειραματικές τεχνικές όπως η ηλεκτρονική μικροσκοπία υψηλής ανάλυσης και η φασματοσκοπία απώλειας ενέργειας ηλεκτρονίων, η ερευνητική ομάδα επιβεβαίωσε ότι περίπου 51-76 mg νερού (δηλαδή 5,1%-7,6%) μπορούν να παραχθούν σε 1 γραμμάριο σεληνιακού εδάφους.

Υπολογίστε αυτό,Ένας τόνος σεληνιακού εδάφους θα μπορεί να παράγει περίπου 51-76 κιλά νερού, που ισοδυναμεί με περισσότερα από 100 μπουκάλια εμφιαλωμένου νερού των 500 ml, που μπορεί βασικά να καλύψει την καθημερινή κατανάλωση πόσιμου νερού 50 ατόμων.

Το νερό είναι βασικός πόρος για την κατασκευή σεληνιακών επιστημονικών ερευνητικών σταθμών και μελλοντικών διαστρικών ταξιδιών στη Σελήνη, διασφαλίζοντας την ανθρώπινη επιβίωση.

Μετά από τρία χρόνια εις βάθος έρευνας και επαναλαμβανόμενης επαλήθευσης, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι τα ορυκτά του σεληνιακού εδάφους έχουν αποθηκεύσει μεγάλη ποσότητα υδρογόνου λόγω εκατοντάδων εκατομμυρίων ετών ακτινοβολίας του ηλιακού ανέμου. Αφού θερμανθεί σε υψηλές θερμοκρασίες, το υδρογόνο θα υποστεί μια αντίδραση οξειδοαναγωγής με τα οξείδια του σιδήρου στο ορυκτό για να δημιουργήσει στοιχειακό σίδηρο και μεγάλη ποσότητα νερού.

Όταν θερμανθεί σε θερμοκρασία άνω των 1000°C, το σεληνιακό έδαφος θα λιώσει και το νερό που παράγεται από την αντίδραση θα απελευθερωθεί με τη μορφή υδρατμών.

Οι υπολογιστικές προσομοιώσεις δείχνουν ότι υπάρχουν νανοσκοπικοί πόροι στον σεληνιακό ρεγόλιθο ιλμενίτη, οι οποίοι μπορούν να απορροφήσουν και να αποθηκεύσουν μεγάλες ποσότητες ατόμων υδρογόνου από τον ηλιακό άνεμο. Κάθε μόριο ιλμενίτη (FeTiO3) μπορεί να απορροφήσει 4 άτομα υδρογόνου, καθιστώντας το μια πραγματική σεληνιακή «δεξαμενή».

Οι ερευνητές ανακάλυψαν επίσης μέσω πειραμάτων ότι η ακτινοβολία ηλεκτρονίων μπορεί να μειώσει τη θερμοκρασία αντίδρασης μεταξύ υδρογόνου και οξειδίου του σιδήρου και η θερμοκρασία παραγωγής νερού μπορεί να μειωθεί από 600°C σε 200°C.

Η διαδικασία σχηματισμού νερού και στοιχειώδους σιδήρου κατά τη διαδικασία θέρμανσης του σεληνιακού εδάφους και η σύγκριση της περιεκτικότητας σε νερό διαφόρων σημαντικών ορυκτών. A. Αλλαγές στην κατάσταση σθένους των στοιχείων σιδήρου στο σεληνιακό έδαφος κατά τη διάρκεια της διαδικασίας θέρμανσης B. Σύγκριση της περιεκτικότητας σε υδρογόνο των κύριων ορυκτών στο σεληνιακό έδαφος σεληνιακό έδαφος Γ. Θέρμανση ιλμενίτη στο σεληνιακό έδαφος Η τελευταία εικόνα με ηλεκτρονικό μικροσκόπιο μετάδοσης D και E είναι μεγεθυμένες εικόνες φυσαλίδων νερού και στοιχειακού σιδήρου κατά τη διάρκεια της διαδικασίας θέρμανσης του σεληνιακού ρεγολιθικού ιλμενίτη, και τα δύο έχουν σχέση.

Με βάση τα παραπάνω ερευνητικά αποτελέσματα, η επιστημονική ερευνητική ομάδα πρότεινε μια εφικτή στρατηγική για την επιτόπια εξόρυξη και τη χρήση των σεληνιακών υδάτινων πόρων: (1) Αρχικά, εστιάστε το ηλιακό φως μέσω ενός κοίλου καθρέφτη ή φακού Fresnel για να θερμάνετε το σεληνιακό έδαφος μέχρι να λιώσει. Κατά τη διάρκεια της διαδικασίας θέρμανσης, το σεληνιακό έδαφος θα αντιδράσει με το υδρογόνο που εγχέεται από τον ηλιακό άνεμο για την παραγωγή νερού, στοιχειακού σιδήρου και κεραμικού γυαλιού. (2) Οι παραγόμενοι υδρατμοί συμπυκνώνονται σε νερό και συλλέγονται και αποθηκεύονται σε μια δεξαμενή νερού, η οποία μπορεί να καλύψει τις ανάγκες σε πόσιμο νερό των ανθρώπων και διαφόρων ζώων και φυτών στο φεγγάρι. (3) Το οξυγόνο και το υδρογόνο μπορούν να παραχθούν με ηλεκτρολυτική αποσύνθεση του νερού Το οξυγόνο μπορεί να αναπνεύσει από τον άνθρωπο και το υδρογόνο μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως ενέργεια. (4) Ο σίδηρος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατασκευή μόνιμων μαγνητών και μαλακών μαγνητικών υλικών, για την παροχή πρώτων υλών για ηλεκτρονικές συσκευές ισχύος και μπορεί επίσης να χρησιμοποιηθεί ως δομικά υλικά. (5) Μπορεί επίσης να γίνει λιωμένο σεληνιακό χώμαΤούβλα με τετράγωνη δομή και τένοντα, που χρησιμοποιούνται στην κατασκευή κτιρίων σεληνιακής βάσης.Αυτή η στρατηγική θα προσφέρει μια σημαντική βάση σχεδιασμού για την κατασκευή μελλοντικών σεληνιακών επιστημονικών ερευνητικών σταθμών και διαστημικών σταθμών και αναμένεται να εκτοξεύσει εξοπλισμό επαλήθευσης στην επόμενη αποστολή σεληνιακής εξερεύνησης Chang'e για την ολοκλήρωση περαιτέρω επιβεβαίωσης.

Σχηματική: Επιτόπια εξόρυξη και στρατηγική αξιοποίησης για τη συλλογή σεληνιακού νερού με θέρμανση του σεληνιακού εδάφους.

Οι ερευνητές Huo Juntao και Wang Junqiang του Ινστιτούτου Υλικών Ningbo και ο ερευνητής Bai Haiyang του Ινστιτούτου Φυσικής είναι οι αντίστοιχοι συγγραφείς της προαναφερθείσας ερευνητικής εργασίας Chen Xiao και Yang Shiyu, Dr. Chen Guoxin Ο Xu Wei του Ινστιτούτου Υλικών Ningbo είναι ο πρώτος συντάκτης της εργασίας Ningbo Institute of Materials.